Міністерство освіти і науки України

Міністерство освіти і науки України

Національний університет „ Львівська політехніка “

Кафедра фізики

ЗВІТ

Про виконання лабораторної роботи №20

Визначення коефіцієнта теплового розширення твердого тіла

Виконав студент групи КН-119

Бориславський В. Т.

Лектор:

Білинський Ю.М.

Керівник лабораторних

занять: Білинський Ю.М.

Львів – 2006

Мета роботи: визначити середній коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла.

Прилади і матеріали: індикатор годинникового типу, електронна піч, хромель-копелева термопара, мілівольтметр, металевий циліндр.

Короткі теоретичні відомості:

Істинний коефіцієнт лінійного розширення – визначається на безмежно малому інтервалі, а середній – при зміні температури на 1К.

Розширення твердого тіла при нагріванні пов’язана з характером теплового руху іонів і атомів, розміщених у вузлах кристалічної гратки.

Гармонічний осцилятор – це частинка, яка коливається під дією квазіпружної сили.

Ангармонічний осцилятор – це частинка, яка зазнає впливу як з боку сусідніх частинок, так і більш віддалених.

a - коефіцієнт лінійного теплового розширення.

Задані величини:

L = (0.2177 ± 0.00005) м;

DL = 0.0002 м;

DV = 0.125 мВ.

Фізичні величини, які вимірюються прямим способом:

V – напруга в колі; T – приріст температури; DL – видовження стержня.

Основні характеристики приладів:

Вимірювальний пристрій складається з прикріплених до підставки електричної печі і мілівольтметра. У піч поміщують досліджуваний зразок (металевий циліндр). Температуру зразка контролюють термопарою і мілівольтметром; абсолютне видовження зразка вимірюють індикатором годинникового типу, який закріплений на кронштейні над зразком.

Таблиці результатів вимірювання (величини, розмірності похибки прямих вимірювань):

Таблиця

V,		0.5		1.5		2.5		3.5		4.5		5.5
t, ^0C
T, K
DL, мм		0.01	0.04	0.08	0.16	0.2	0.24	0.29	0.34	0.41	0.47	0.53	0.57

Графіки залежності DL від f(T)

Кутовий коефіцієнт нахилу прямої K =DL/DT з графіка

K₁ = 0;

K₂ = 3,4129692832764505119453924914676e-5;

K₃ = 0,0001320132013201320132013201320132;

K₄ = 2,5559105431309904153354632587859e-4;

K₅ = 4,9535603715170278637770897832817e-4;

K₆ = 6,1919504643962848297213622291022e-4;

K₇ = 7,2072072072072072072072072072072e-4;

K₈ = 8,4548104956268221574344023323615e-4;

K₉ = 9,9125364431486880466472303206997e-4;

K₁₀ = 0,0011614730878186968838526912181303;

K₁₁ = 0,0014600550964187327823691460055096;

K₁₂ = 0,0015281501340482573726541554959786.

Обчислення шуканої величини за робочою формулою:

a = (1/L)*K;

a_сер = 0,00489;

a = ( DL/L)*(1/DT);

a₁ = (0.01/0.2177)*(1/20) = 0.0023;

a₂ = (0.04/0.2177)*(1/30) = 0.0061;

a₃ = (0.08/0.2177)*(1/40) = 0.0092;

a₄ = (0.16/0.2177)*(1/50) = 0.0147;

a₅ = (0.2/0.2177)*(1/50) = 0.0184;

a₆ = (0.24/0.2177)*(1/60) = 0.0184;

a₇ = (0.29/0.2177)*(1/70) = 0.019;

a₈ = (0.34/0.2177)*(1/70) = 0.0223;

a₉ = (0.41/0.2177)*(1/80) = 0.0235;

a₁₀ = (0.47/0.2177)*(1/90) = 0.024;

a₁₁ = (0.53/0.2177)*(1/90) = 0.027;

a₁₂ = (0.57/0.2177)*(1/100) = 0.0262.

a_сер = 0,01759;

Обчислення похибок (формули та розрахунок):

Da = (DDL/DL) + (DDL/L) + (DDT/DT);

a₁ = (0.00005/0.01) + (0.00005/0.2177) + (0.5/20) = 3.02%;

a₂ = (0.00005/0.04) + (0.00005/0.2177) + (0.5/30) = 1.84%;

a₃ = (0.00005/0.08) + (0.00005/0.2177) + (0.5/40) = 1.34%;

a₄ = (0.00005/0.16) + (0.00005/0.2177) + (0.5/50) = 1.05%;

a₅ = (0.00005/0.2) + (0.00005/0.2177) + (0.5/50) = 1.05%;

a₆ = (0.00005/0.24) + (0.00005/0.2177) + (0.5/60) = 0.99%;

a₇ = (0.00005/0.29) + (0.00005/0.2177) + (0.5/70) = 0.75%;

a₈ = (0.00005/0.34) + (0.00005/0.2177) + (0.5/70) = 0.75%;

a₉ = (0.00005/0.41) + (0.00005/0.2177) + (0.5/80) = 0.66%;

a₁₀ = (0.00005/0.47) + (0.00005/0.2177) + (0.5/90) = 0.59%;

a₁₁ = (0.00005/0.53) + (0.00005/0.2177) + (0.5/90) = 0.59%;

a₁₂ = (0.00005/0.57) + (0.00005/0.2177) + (0.5/100) = 0.53%.

Аналіз результатів та висновки:

Визначив середній коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла a_сер = 0,01759. Побудував графік залежності DL від f(T). Графічно визначив кутовий коефіцієнт нахилу прямої. Малі похибки спричинені точним вимірюванням та точністю приладів

Підпис студента

Оцінка виконання роботи

Допуск	Захист	Дата виконання

Підпис викладача

---

Дата добавления: 2015-11-04