Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

p.2.1.2.1(c) Определение коэффициента объемного расширения жидкостей

Читайте также:
  1. I ОФИЦИАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГРОЗ НАЦИОНАЛЬНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ РОССИИ
  2. I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ЦЕЛИ
  3. II. Определение для каждого процесса изменения внутренней энергии, температуры, энтальпии, энтропии, а также работы процесса и количества теплоты, участвующей в процессе.
  4. III. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЛАДАТЕЛЕЙ ПРИЗОВ
  5. IV. Определение массы груза, опломбирование транспортных средств и контейнеров
  6. VI I Определение победителей и награждение.

Цель работы: изучение явления объемного расширения жидкостей.

Решаемые задачи:

-Определение объема V0 дилатометра;

-Определение объемного расширения воды и этанола (этилового спирта) как функции от температуры и определение их коэффициентов объемного расширения γ.

-Сравнение коэффициентов объемного расширения воды и этилового спирта;

 

Теория

 


Если температура υ жидкости объемом V0 изменяется на Δυ, то объем будет (как и в случает твердых тел) определяться:

 

ΔV0=γ*V0*Δυ (I)

 

Коэффициент объемного расширения γ практически не зависит от температуры υ, но зависит от типа жидкости.

Коэффициент объемного расширения может быть определен с помощью дилатометра.

Рис.1 Внешний вид дилатометра

Дилатометр состоит из стеклянной колбы и капилляра известного радиуса r, прикрепленного сверху колбы. Уровень жидкости в измерительном капилляре измеряется в миллиметрах. Он увеличивается при объемном расширении жидкости, которое происходит при постоянном нагревании стеклянной колбы на водяной бане. Изменение уровня жидкости h соответствует изменению объема:

 

ΔV=πr2*Δh, (II)

где r=(1.5± 0.08)мм

 

Однако нужно взять в расчет тепловое расширение самого дилатометра. Это расширение противодействует изменению уровня жидкости. Таким образом, изменение объема жидкости будет:

 

ΔV0= ΔV+ ΔVD (III)

где изменение объема ΔVD:

 

ΔVDD* V0*Δυ, (IV)

γD= 0.84*10-4 K-1

Из (I), (III) и (IV) коэффициент объемного расширение может быть найден:

γ = (1/V0)*(ΔV/Δυ) + γD (V)


 

Экспериментальная установка и аппаратура:

Рис. 2 Внешний вид установки

ñ дилатометр;

ñ датчик температуры, NiCr-Ni

ñ плитка, 150 мм., 1500 Вт;

ñ стакан, 400 мл, термостойкое стекло ;

ñ подставки, V-образной формы ;

ñ штатив;

ñ универсальный зажим ;

Проведение эксперимента

Примечание: Измерение уровня жидкости h может быть сильно искажено воздействием капиллярных сил. Держите капилляр чистым, и, если необходимо, протрите его и промойте дистиллированной водой перед использованием.

 

1. Определение объема дилатометра V0 .

Объем дилатометра V0 можно определить, измерив массы m1 пустого, сухого дилатометра и m2 дилатометра, заполненного дистиллированной водой до нижней части измерительного капилляра. Плотность ρ воды при известной температуре υ можно определить по таблице 1:

 

ñ Табл.1

ñ υ (С) ñ ρ (г/см3) ñ υ (С) ñ ρ (г/см3)
ñ 15 ñ 0.999099 ñ 23 ñ 0.997540
ñ 16 ñ 0.998943 ñ 24 ñ 0.997299
ñ 17 ñ 0.998775 ñ 25 ñ 0.997047
ñ 18 ñ 0.998596 ñ 26 ñ 0.996785
ñ 19 ñ 0.998406 ñ 27 ñ 0.996515
ñ 20 ñ 0.998205 ñ 28 ñ 0.996235
ñ 21 ñ 0.997994 ñ 29 ñ 0.995946
ñ 22 ñ 0.997772 ñ 30 ñ 0.995649

 



V0=(m1+m2)/ ρ

 

2. Калибровка дилатометра:

- Определите массу m1 пустого дилатометра.

- Заполните колбу дистиллированной водой.

- Для устранения пузырьков воздуха, доведите дилатометр в водяной бане почти до кипения.

- Позвольте водяной бане остыть до комнатной температуры. Запишите температуру υ.

- Присоедините измерительный капилляр, нажмите пальцем на открытую часть, затем уберите капиллярную трубку и позвольте жидкости стечь.

- Уберите капиллярную трубку. Высушите дилатометр и измерьте массу m2 заполненного водой дилатометра.

 

3. Измерение объемного расширения воды и этанола:

Примечание: После выключения нагревательной плитки, жидкость продолжает нагреваться некоторое время, поэтому вода из дилатометра может перелиться.

Особенно при работе со спиртом выключите плитку заранее.

 

I - Опустите дилатометр в водяную баню так, чтобы измерительный капилляр остался наверху.

Загрузка...

- Включите нагревательную плитку на минимальное значение и нагревайте жидкость. Выключите плитку, когда уровень жидкости в дилатометре почти достигнет наивысшего деления шкалы.

-. Подождите пока жидкость увеличиться до максимума, затем позвольте водяной бане охладиться на 1-2 С.

-. Далее определите уровень h воды в дилатометре в зависимости от температуры при охлаждении водяной бани.

-. Затем наполните сухой дилатометр этиловым спиртом, нагрейте его на водяной бане и повторите измерения уровня жидкости h в зависимости от температуры.

II - Постройте график зависимости изменения объема ΔV от разницы температур Δυ = υ – υ0 , изменение объема вычисляется по формуле (II), при изменении Δ h = h – h0 .

- Вычислите наклон прямой, проведенной через начало координат

ΔV/ Δυ.

- По формуле V вычислите коэффициент объемного расширения воды и спирта.

 

В случае воды присутствует систематическое отклонение измерений от прямой, проходящей через начало координат. Объемный коэффициент расширения воды не постоянен, а увеличивается с ростом температуры в диапазоне от 30 до 60 С.

Объемный коэффициент расширения спирта значительно больше чем у воды. Он не меняется в широком диапазоне температур, что делает его подходящим в использовании как жидкости для термометра.


 


Дата добавления: 2015-07-14; просмотров: 383 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Для дальнейшего изучения этой темы| ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

mybiblioteka.su - 2015-2020 год. (0.013 сек.)