LABORATORIUM FIZYKI
wykonał:Janusz Grzęda ZiM 3.2
temat:Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej i objętościowej ciał stałych.
Pomiary:
L.p.
|
Nazwa materiału |
l1 |
T1 |
T2 |
Δl |
|
|
[m] |
[K] |
[K] |
[m] |
1 |
|
|
|
323 |
0.00139 |
2 |
|
|
|
333 |
0.00141 |
3 |
aluminium |
0.462 |
299 |
343 |
0.00152 |
4 |
|
|
|
353 |
0.00157 |
5 |
|
|
|
363 |
0.0018 |
6 |
|
|
|
373 |
0.00197 |
1 |
|
|
|
323 |
0.00019 |
2 |
|
|
|
333 |
0.00024 |
3 |
mosiądz |
0.465 |
299 |
343 |
0.00033 |
4 |
|
|
|
353 |
0.000393 |
5 |
|
|
|
363 |
0.0005 |
6 |
|
|
|
373 |
0.00063 |
Zestaw przyrządów do wyznaczania rozszerzalności ciał stałych.
B-gniazdo mocujące
R-ruchome ramię czujnika zegarowego
F-czujnik zegarowy
T-termometr
Teoria:
Współczynniki rozszerzalności liniowej ciał stałych zależą od rodzaju materiału i dla większości ciał stałych są rzędu
(10-5-10-6)[1/K].
Ciała które przy ogrzewaniu kurcząsię ,mają ujemne współczynniki rozszerzalności
(kauczuk,jodek srebra,nadtlenek miedzi)
Rozszerzalność cieplna monokryształów jest anizotropowa ,czyli różna dla różnych kierunków krystalograficznych.
Często się zdarza ,że ten sam kryształ rozszerza się w jednym kierunku a kurczy w drugim .W praktyce jednak rzadko spotykamy monokryształy ,częściej ciała polikrystaliczne, w któryzh mikroskopowe kryształki układają się w zupełnie przypadkowy sposób dając w efekcie izotropowość własności cieplnych.
Wystarczy więc znać przyrost długości ciała przy ogrzewaniu ,aby obliczyć przyrost powierzchni czy objętości .
Używane wzory:
Obliczenia:
Nazwa materiału
|
λ1-2 |
β1-2 |
|
[K-1] |
[K-1] |
|
1.2×10-4 |
4.3×10-4 |
|
3×10-4 |
9×10-4 |
aluminium |
3.2×10-4 |
9.6×10-4 |
|
6.3×10-4 |
1.9×10-3 |
|
6×10-4 |
1.8×10-3 |
|
5.7×10-4 |
1.71×10-3 |
|
1.7×10-4 |
5.1×10-4 |
|
1.5×10-4 |
4.5×10-4 |
mosiądz |
1.6×10-4 |
4.8×10-4 |
|
1.56×10-4 |
4.7×10-4 |
|
1.68×10-4 |
5×10-4 |
|
1.8×10-4 |
5.5×10-4 |
Rachunek błędów:
Błędy w tym ćwiczeniu liczymy metodą różniczkowania wzoru podanego wyżej.
δmax -błąd względny maksymalny jaki popełniliśmy przy obliczaniu współczynnika rozszerzalności liniowej na podstawie przeprowadzonych pomiarów
δl1max-bezwzględny błąd maksymalny popełniony podczas pomiaru długości pręta
δl1max=0.001 [m]
δΔlmax-bezwzględny błąd maksymalny popełniony przez przyrząd na którym odczytujemy wydłużenie pręta
δΔlmax=0.00001 [m]
δΔTmax-maksymalny błąd popełniony podczas odczytu temperatury.