I PRACOWNIA ZAKŁADU FIZYKI PL.

Nazwisko i imię : Marcin Wąsowicz			Wydział Zarządzania i Podstaw Techniki Gr. 4.6
Data wyk. ćwicz.:	Numer ćwicz.: 10.2		Temat ćwicz.: Wyznaczanie współczynnika rozszerzalnośći objętościowej cieczy
Zaliczenie :		Ocena :		Data :	Podpis :

1.KRÓTKA TEORIA TEMATU OGÓLNEGO

Rozszerzalnością cieplną nazywamy zmianę objętości ciała pod wpływemzmiany temperatury. Mechanizm rozszerzalności cieplnej wynika z charakteru sił wzajemnego oddziływania między cząsteczkami lub atomami tworzącymi dane ciało. Siły międzycząsteczkowe są siłami krótkiego zasięgu - pojawiają się tylko , gdy odległości między cząsteczkami są porównywalne z rozmiarami samych cząsteczek .

Podczas zblirzania cząsteczek pomiędzy ich elektronami i jądrami działają culombowskie siły przyciągania i odpychania , siły magnetyczne pomiędzy momentami magnetycznymi atomów i elektronów siy elektryczne pomiędzy momentami elektrycznymi całych drobin .

Siłę F między cząsteczkami można uważać za sumę siły przyciągającej i odpychającej :

r - odległość środków mas drobin a , b - współczynniki różne dla różnych cząstek

Sła odpychania szybciej maleje w miarę wzrostu odległości cząsteczek niż siła przyciągania ; wobec tego na większych odległośćiach drobniny przyciągają się , a przy zbliżaniu się wzajemnym - zaczynają się odpychać .Istnieje wiśc odległość r = ro dla której F = 0

ro

r

Zależność sił wzajemnego oddziaływania

od odległości między cząsteczkami

Wzrost temperatury ciała powoduje zwiększenie śriedniej odległośći między atomami , a więc i węzłami sieci krystalicznej - następuje zwiększenie wymiarów ciała .W ułożeniu cząstek cieczy występuje tzw. pięciokrotna oś symetrii. znaczy to , że w przekroju płaskim każda cząsteczka ma średnio wokół siebie pięć najbliższych cząsteczek sąsiednich , a w ułożeniu przestrzennym - około jedenastu .

Tworzenie się uporządkowania

bliskiebo zasięgu.

Płaszczyzny tej nie da się pokryć siatką składającą się z równobocznych pięciokątów , a przestrzeni nie da się wypełnić wielościanami , ktorych podstawy byłyby pięciokątami równobocznymi . Dlatego między grupami gęsto upakowanych wielościanów będą istnieć puste miejsca , które sprzyjają przemieszczaniu się cząstek - struktura cieczy ciągle się zmienia.

Wskutek wzrostu objętości danej masy cieczy przy ogrzewaniu , maleje jej gęstość .Jeśli objętość masy m cieczy w temperaturze To = 273,15 K wynosi Vo ,a w temperaturze T - VT to gęstości tej cieczy w obu temperaturach będą równe :

i

gdzie po podstawieniu i przekształceniu współczynnik rozszerzalności będzie wynosił :

Gęstość cieczy wyznaczamy mierząc dla danej objętości masy. Uwzględniając masę piknometru mp masę piknometru z cieczą w temp. To -mo ,a w T -mT oaz rozszerzlność cieplną szkła mamy:

2. Wykonanie ćwiczenia :

Ważymy pusty piknometr , napełniamy go cieczą , oziębiamy do To i ważymy . Następnie ogrzewamy do temperatury T (w tym czsie ciecz zacznie się rozszerzać , a nadmiar cieczy będzie wydostawał się przez rurkę ). Gdy ciecz przestanie wypływać ważymy go po raz trzeci . Pomiary powtarzamy kilkakrotnie dla tej samej cieczy .Ze wzoru podanego wyżej obliczamy współczynnik rozszerzalności.

3. Opracowanie wyników :

Lp	mp [ kg ]	mo [ kg ]	mT [ kg ]	To [ K ]	T [ K ]	T [K]	β [1/K]	β [1/K]
1	0,0429	0,1263	0,1221	275	333	58	0,00094
2	0,0429	0,1259	0,1222	275	333	58	0,00083
3	0,0429	0,1262	0,1220	275	333	58	0,00094	0,00089
4	0,0429	0,1261	0,1223	275	333	58	0.00085
5	0,0429	0,1261	0,1221	275	333	58	0,00090

Ze względu na skomplikowaną posać wzoru zastosuję uproszczony sposób obliczania błędu .

Błędy bezpośrednie wynoszą :

- błąd pomiaru masy

- błąd odczytu temperatury z termometru oraz błąd niedokładnie uzyskanej

temperatury badanej cieczy

dla

więc Δ=0,00007

0,00082<β<0,00096

---