Отчёт по лабораторной работе

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ГОРНЫЙ»

Кафедра общей и технической физики

Отчёт по лабораторной работе

“Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости”

Выполнил: студент гр.НД-13-2__ _________ / Дормешкин А.А./

Проверил: доцент __ _________ / Фицак В.В. /

Санкт-Петербург

Цель работы:

1) измерить изменение объема воды при нагреве ее от 0С до 90С;

2) определить показатель коэффициента термического расширения.

Краткое теоретическое содержание:

1. Явление, лежащее в основе работы: явление теплового расширения тел

2. Схема установки:

1- колба

2- измерительная трубка

3- термостатированный объем

4- термостат

5- термометр

6- пульт

Колба 1 помещена в термостатированный объем 3, по которому циркулирует вода с температурой, заданной термостатом 4. Колба закрыта и сверху в неё вставлена измерительная трубка 2, позволяющая измерять высоту столба жидкости, вытесненной из колбы при нагревании. Температура измеряется термометром 5. Термостат 4 управляется с пульта 6.

3. Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин:

Тепловое расширение — изменение линейных размеров и формы тела при изменении его температуры. Количественно тепловое расширение жидкостей и газов при постоянном давлении характеризуется изобарным коэффициентом расширения (объёмным коэффициентом теплового расширения). Для характеристики теплового расширения твёрдых тел дополнительно вводят коэффициент линейного теплового расширения.

Коэффициент теплового расширения — физическая величина, характеризующая относительное изменение объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении. Имеет размерность обратной температуры. Различают коэффициенты объёмного и линейного расширения.

Фазовый переход (фазовое превращение) в термодинамике - переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. При фазовом переходе первого рода скачкообразно изменяются самые главные, первичные экстенсивные параметры: удельный объём, количество запасённой внутренней энергии, концентрация компонентов и т. п. Имеется в виду скачкообразное изменение этих величин при изменении температуры, давления и т. п., а не скачкообразное изменение во времени.

4. Законы и соотношения, описывающие изучаемые процессы, на основании которых получены расчётные формулы:

Основной закон теплового расширения гласит, что тело с линейным размером L в соответствующем измерении при увеличении его температуры на ΔТ расширяется на величину ΔL, равную ΔL = αLΔT где α — так называемый коэффициент линейного теплового расширения. Аналогичные формулы имеются для расчета изменения площади и объема тела.

В приведенном простейшем случае, когда коэффициент теплового расширения не зависит ни от температуры, ни от направления расширения, вещество будет равномерно расширяться по всем направлениям в строгом соответствии с вышеприведенной формулой.

5. Расчётные формулы:

Средний коэффициент термического расширения воды

α =ΔV/V₀ t

ΔV= П/4*d²*(h_max-h_min)

V₀- начальный объем воды = 0.5 л

d- диаметр трубки = 0.0005 м

h_max и h_min – максимальная (при температуре t) и минимальная высота жидкости

t- температура

Коэффициент термического расширения воды для каждого интервала

α’_n = ((h_n+1-h_n)/((4V₀/Пd²)+h_n))*(1/(t_n+1-t_n))

α’_n - коэффициент термического расширения воды на n - интервале

h_n - высота столба воды в начале n - интервала

h_n+1 - высота столба воды в конце n - интервала

t_n - температура воды в начале n - интервала

t_n+1 - температура воды в конце n - интервала

6. Погрешности:

Прямые

Δt = 0,005 ^оС

Дата добавления: 2015-07-15