Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną 1 (3), Wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną


SPRAWOZDANIE Z ĆW. NR 25

Temat: Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną.

1. Przebieg ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniowej drutu stalowego metodą elektryczną.

Na początku ćwiczenia określa się temperaturę T0 badanego drutu z pomocą termopary. Następnie zwiększając natężenie prądu podnosi się temperaturę drutu co dziesięć stopni aż do temp. w granicach 140°C równocześnie wykonując pomiar wydłużenia drutu Δl'(bezpośredni odczyt z przyrządu). Rzeczywiste przyrosty badanego drutu wynoszą Δl = Δl'/2. Po dojściu do temp około 140°C zaczyna się schładzanie badanego drutu również co 10°C z równoczesnym mierzeniem zmniejszania długości drutu Δl aż do temperatury początkowej T0.

Współczynnik rozszerzalności liniowej α dla ciał stałych przy wzroście temperatury o ΔT związany jest zależnością:

W następnej części ćwiczenia sporządza się wykres zależności Δl/l0 = f(Δt) i oblicza się wsp. rozszerzalności liniowej na podstawie wykresu jako tangens nachylenia wykresu do osi 0ΔT, lub za pomocą metody regresji liniowej.

Współczynnik α za pomocą regresji liniowej na podstawie punktów pomiarowych (ΔTii) oblicza się w następujący sposób:

2. Tabele z wynikami i pomiarami

- ogrzewanie

Lp.

T[K]

δT[K]

ΔT[K]

δΔT[K]

ΔL[m]10-3

δΔL[m]10-3

λ10-3

dλ10-4

1

290,4

0,1

0

0,0

0,00

0,000

0,000

0,00

2

300,4

0,1

10

0,1

0,30

0,005

0,270

0,06

3

310,4

0,1

20

0,1

0,60

0,005

0,541

0,07

4

320,4

0,1

30

0,1

0,89

0,005

0,802

0,08

5

330,4

0,1

40

0,1

1,19

0,005

1,072

0,09

6

340,4

0,1

50

0,1

1,49

0,005

1,342

0,10

7

350,4

0,1

60

0,1

1,78

0,005

1,604

0,11

8

360,4

0,1

70

0,1

2,08

0,005

1,874

0,12

9

370,4

0,1

80

0,1

2,37

0,005

2,135

0,13

10

380,4

0,1

90

0,1

2,66

0,005

2,396

0,14

11

390,4

0,1

10

0,1

2,96

0,005

2,667

0,15

12

400,4

0,1

110

0,1

3,21

0,005

2,892

0,16

13

410,4

0,1

120

0,1

3,50

0,005

3,153

0,16

14

420,4

0,1

130

0,1

3,76

0,005

3,387

0,17

-oziębianie

Lp.

T[K]

δT[K]

ΔT

δΔT[K]

ΔL[m]10-3

δΔL[m]10-3

λ10-3

dλ10-4

1

420,4

0,1

130

0,1

3,76

0,005

3,387

0,17

2

410,4

0,1

120

0,1

3,50

0,005

3,153

0,16

3

400,4

0,1

110

0,1

3,20

0,005

2,883

0,15

4

390,4

0,1

100

0,1

2,90

0,005

2,613

0,14

5

380,4

0,1

90

0,1

2,60

0,005

2,342

0,13

6

370,4

0,1

80

0,1

2,30

0,005

2,072

0,12

7

360,4

0,1

70

0,1

2,00

0,005

1,802

0,11

8

350,4

0,1

60

0,1

1,70

0,005

1,532

0,11

9

340,4

0,1

50

0,1

1,40

0,005

1,261

0,10

10

330,4

0,1

40

0,1

1,10

0,005

0,991

0,09

11

320,4

0,1

30

0,1

0,80

0,005

0,721

0,08

12

310,4

0,1

20

0,1

0,50

0,005

0,450

0,07

13

300,4

0,1

10

0,1

0,20

0,005

0,180

0,06

UWAGA. Dla odróżnienia błędów wielkości od przyrostów, błędy oznaczono literą δ

Wartości współczynnika rozszerzalności liniowej α obliczone metodą regresji liniowej za pomocą programu komputerowego Microsoft Excel mają wartości :

- dla ogrzewania α = 2,7±0,510-5[K]-1

- dla chłodzenia α = 2,6±0,510-5[K]-1

3. Obliczenie błędów

- błąd temperatury wynosi δT±0,1[°C]

- błąd długości l0 wynosi δl0±0,004[m]

- błąd wydłużenia pręta δΔl'(bezpośrednio odczytany z przyrządu) przyjęto doświadczalnie 0,00001[m]

- błąd δΔl obliczono za pomocą różniczki logarytmicznej,

- błąd współczynnika λ został obliczony za pomocą różniczki logarytmicznej,

- błąd współczynnika rozszerzalności liniowej został obliczony na podstawie rachunku regresji liniowej za pomocą programu komputerowego Microsoft Excel na podstawie wzorów:

4. Przykładowe obliczenia (dla p-ktu pierwszego ogrzewania drutu)

- obliczenie przyrostu temperatury,

- obliczenie rzeczywistego przyrostu długości drutu,

- obliczenie współczynnika λ,

- obliczenie błędu współczynnika λ,

5. Wnioski

- otrzymane wartości współczynnika rozszerzalności liniowej dla badanego drutu mieszczą się w granicach współczynników podawanych w tablicach dla metali (aluminium 2,38⋅10-5[K]-1 ÷ołów 2,92⋅10-5[K]-1).

- otrzymane współczynniki różnią się nieco w przypadkach ogrzewania drut lub

schładzania. Fakt ten może być spowodowany nie dostatecznym schłodzeniem drutu do temperatury początkowej,

- na niewielką niedokładność dokonanych pomiarów wpłynęło niedokładne wykonanie przyżądu mierzącego przyrosty długości badanego drutu. Wygięta wskazówka sprowadzana do położenia początkowego uniemożliwiała jednoznaczne określenie p-ktu odniesienia co miało wpływ na niedokładny odczyt przyrostów drutu w wysokich temperaturach przy ogrzewaniu drutu i przy niskich temperaturach przy oziębianiu,

- w tabelach uwidacznia się fakt wzrostu niepewności wyznaczenia współczynnika λ w wyższych temperaturach. Spowodowane to może być faktem, że w wyższych temperaturach wszelkie ruchy powietrza zaczynają odgrywać coraz większą rolę



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną 1 (2)
OI13 Wyznaczanie wspolczynnika rozszerzalnosci liniowej cial stalych metoda elektryczna
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną2, Wyznaczenie współczynnika ro
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności, Wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną, Pwr MBM, Fizyka, sprawozdania
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej, Wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniow
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną 1, Wyznaczenie współczynnika r
WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ METODĄ ELEKTRYCZNĄ (2), Wyznaczenie współczynnika
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metodą elektryczną, Wyznaczenie współczynnika roz
,Laboratorium podstaw fizyki, WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ METODĄ
29 Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności cieplnej metodą elektryczną
029a Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności cieplnej metodą elektryczną sprawozdanie
,Laboratorium podstaw fizyki, WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ METODĄ
29 Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności cieplnej metodą elektryczną
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej i objętościowej, Fizyka
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych przy pomocy dylatometru 1 (2)
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych
105 Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej ciał stałych

więcej podobnych podstron