I PRACOWNIA FIZYCZNA, INSTYTUT FIZYKI UMK, TORUŃ 

 

Instrukcja do ćwiczenia nr 29   

 

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA 

ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ CIAŁ STAŁYCH 

 
 
 

1. Cel ćwiczenia 

Celem  ćwiczenia  jest  poznanie  zjawiska  rozszerzalności  liniowej  ciał  stałych  oraz  wyznaczenie 
współczynnika rozszerzalności liniowej dwóch metalowych prętów. 

 

2. Zagadnienia do przygotowania 

 

zjawisko rozszerzalności liniowej ciał stałych i jego przykłady z życia codziennego 

 

współczynnik rozszerzalności liniowej 

 

rozszerzalność liniowa a rozszerzalność objętościowa 

 

 

Rys. 1. 

Schemat układu pomiarowego. 

 

                                                        

  Aktualizacja: 2011-02-18 

3. Przyrządy pomiarowe, opis i schemat aparatury 

Aparaturę służącą do pomiaru rozszerzalności liniowej metalowych prętów przedstawiono na rys. 1. 
Jeden koniec każdego z prętów zamocowano w nieruchomym uchwycie, drugi natomiast może się 
swobodnie  poruszać.  Temperaturę  wody  w  płaszczu  wodnym  otaczającym  oba  pręty  kontroluje 
ultratermostat, co pozwala na bieżące monitorowanie temperatury prętów. W celu ograniczenia strat 
ciepła zastosowano termoizolację płaszcza wodnego i przewodów doprowadzających wodę. Zmiany 
długości prętów wskazują czujniki zegarowe. 

 

4. Przebieg ćwiczenia - tabela pomiarów 

 

napełniamy zbiornik ultratermostatu wodą (powyżej wlotu wody do pompy) 

 

włączamy obieg wody poprzez ustawienie przełącznika ultratermostatu w pozycji 

 

  po  10 min  mierzymy  pięciokrotnie  taśmą  mierniczą  długości  początkowe  prętów  L

0,1

,  L

0,2

  oraz 

odczytujemy  po  każdym  pomiarze  temperaturę  początkową  t

0

  wskazywaną  przez  termometr 

ultratermostatu 

  wyniki zapisujemy w tabeli pomiarów nr 1 

  zerujemy czujniki zegarowe 

 

sprawdzamy ustawienie temperatury końcowej na termometrze kontaktowym (powinno wynosić 
90 ºC) 

 

włączamy grzałkę, ustawiając przełącznik w pozycji 1000 W 

  co 5 ºC odczytujemy bezwzględne przyrosty długości prętów ΔL

1

, ΔL

2

, zapisując wyniki w tabeli 

pomiarów nr 2 

 

wyłączamy grzałkę 

  po uzyskaniu akceptacji wyników opróżniamy ultratermostat z wody 

 

Tabela pomiarów nr 1. 

 

# 

L

1,0

 (mm) 

L

2,0

 (mm) 

t

0

 (ºC) 

1 

 

 

 

2 

 

 

 

3 

 

 

 

4 

 

 

 

5 

 

 

 

 

Tabela pomiarów nr 2. 

 

t (ºC) 

ΔL

1

 (mm) 

ΔL

2

 (mm) 

25 

 

 

30 

 

 

35 

 

 

40 

 

 

45 

 

 

50 

 

 

55 

 

 

60 

 

 

65 

 

 

70 

 

 

75 

 

 

80 

 

 

85 

 

 

90 

 

 

 

5. Opracowanie wyników 

 

wyznaczamy  wartości  średnie  długości  początkowych  prętów  <L

0,1

>,  <L

0,2

>  oraz  temperatury 

początkowej <t

0

> 

 

dla  obydwu  prętów  sporządzamy  wykres  zależności  bezwzględnego  przyrostu  długości  ΔL  od 
bezwzględnego przyrostu temperatury Δt 

 

dopasowujemy  linie  proste,  a  następnie,  wiedząc  że  ΔL = L

0

 λ Δt,  wyznaczamy  współczynniki 

rozszerzalności liniowej λ

1

, λ

2

 

 

szacujemy niepewności pomiarowe 

 

6. Literatura 

 

T.  Dryński,  „Ćwiczenia  laboratoryjne  z  fizyki”,  wyd.  VI,  PWN,  Warszawa  1977  (lub  inne 
wydanie) 

  D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, „Podstawy fizyki”, PWN, Warszawa 2007 

 

S. Szczeniowski, „Fizyka doświadczalna. Cz. 2, Ciepło i fizyka cząsteczkowa”, PWN, Warszawa 
1976 

 

H. Szydłowski, „Pracownia fizyczna”, wyd. IX, PWN, Warszawa 1997 (lub inne wydanie) 

 

A.  Bielski,  R.  Ciuryło,  „Podstawy  metod  opracowania  pomiarów”,  wyd.  II,  Wydawnictwo 
Naukowe UMK, Toruń 2001