TEMAT: WYZNACZANIE WSP**CZYNNIKA ROZSZERZALNO*CI LINIOWEJ CIA* STA*YCH.
1. Wiadomo*ci wst*pne.
Wsp**czynnikiem rozszerzalno*ci liniowej a nazywamy warto** liczbow*, r*wn* wzgl*dnemu przyrostowi d*ugo*ci dl/l spowodowanemu zmian* temperatury o 1*C. Z tego wynika, *e elementarny przyrost temperatury dt cia*a, kt*rego d*ugo** ca*kowita wynosi l, powoduje przyrost d*ugo*ci dl okre*lony wzorem:
dl = a * l * dt.
W zakresie niewielkich zmian temperatury w przybli*eniu mo*na przyj**, *e wsp**czynnik jest stay, a dugo wzrasta wprost proporcjonalnie do temperatury. W tej sytuacji odpowiednikiem powyszego wzoru jest wzr:
l - l0 = r l0 t.
Po przeksztaceniu tego wzoru otrzymujemy:
l - l0
r = --------- .
l0 t
Badane ciao w postaci prta umieszczamy w piecyku elektrycznym zasilanym ze rda o regulowanym napiciu. Jeden koniec prta jest umocowany w uchwycie, drugi za przesuwa si w miar podgrzewania. Wielko wyduenia prta mierzymy za pomoc czujnika mikrometrycznego.
2. Wyniki pomiarw.
Dugo pocztkowa pierwszego prta : l1 = 0.776 m.
Dugo pocztkowa drugiego prta : l2 = 0.776 m.
Lp |
Temp. |
Wzrost temp. |
Spadek temp. |
redni przyrost dugoci |
|||
- |
- |
przyrost d.[m] |
skrcenie d.[m] |
l - l0 [m] |
|||
- |
[C] |
prt 1 |
prt 2 |
prt 1 |
prt2 |
prt 1 |
prt2 |
1 |
5 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
2 |
10 |
8.5 |
4.0 |
6.5 |
3.0 |
7.5 |
3.5 |
3 |
15 |
16.0 |
8.2 |
13.5 |
7.5 |
14.75 |
7.85 |
4 |
20 |
23.0 |
13.0 |
21.0 |
12.2 |
22.0 |
12.6 |
5 |
25 |
30.0 |
16.5 |
28.0 |
16.5 |
29.0 |
16.5 |
6 |
30 |
36.0 |
20.0 |
34.0 |
20.0 |
35.0 |
20.0 |
7 |
35 |
42.5 |
23.5 |
40.5 |
24.5 |
41.5 |
24.0 |
8 |
40 |
48.5 |
27.0 |
47.5 |
29.0 |
48.0 |
28.0 |
9 |
45 |
54.3 |
30.0 |
54.3 |
32.0 |
54.3 |
31.0 |
10 |
50 |
61.5 |
34.0 |
61.5 |
34.0 |
61.5 |
34.0 |
3. Obliczenia.
Lp. |
Prt 1 |
Prt 2 |
- |
10-6 [K-1] |
10-6 [K-1] |
1 |
19.32989671 |
9.020618557 |
2 |
19.00773196 |
10.11597938 |
3 |
18.90034364 |
10.82474227 |
4 |
18.68556701 |
10.63144330 |
5 |
18.04123711 |
10.30927835 |
6 |
17.82646048 |
10.30927835 |
7 |
17.67304860 |
10.30927835 |
8 |
17.49355670 |
9.987113402 |
9 |
17.61168385 |
9.736540664 |
r 10-6 |
18.28550290 |
10.13825251 |
n 10-6 |
0.656349365 |
0.498450049 |
n-1 10-6 |
0.696163630 |
0.528686115 |
4. Objanienia do wykresu.
o - oznacza prt pierwszy (ogrzewanie i chodzenie);
O - oznacza prt pierwszy ( warto redni );
+ - oznacza prt drugi (ogrzewanie i chodzenie);
+ - oznacza prt drugi ( warto redni ).
5. Wnioski.
W stosunkowo niewielkim przedziale zmiennoci temperatury dugo prta ronie liniowo i zaley od rodzaju materiau, z ktrego dany prt jest zbudowany. Porwnujc otrzymane wartoci z danymi zawartymi w tablicach mona stwierdzi, e prt oznaczony jako pierwszy by zbudowany z miedzi, natomiast prt oznaczony jako drugi by zbudowany ze stali.