52 4

F. Gajda

14.

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA ROZSZERZALNOŚCI LINIOWEJ CIAŁ STAŁYCH

14.1. Wprowadzenie

Ciała stałe, ciecze i gazy zmieniają swoje wymiary liniowe podczas ogrzewania. Poza nielicznymi wyjątkami wymiary liniowe ciał stałych rosną wraz ze wzrostem temperatury. Przyrost długości ciała stałego jest wprost proporcjonalny do długości tego ciała w temperaturze początkowej i do przyrostu temperatury (w niewielkich przedziałach temperatury). Matematycznie związek ten można zapisać w następującej postaci:

A/ = ar/₀Ar (!4.l)

a - współczynnik rozszerzalności liniowej,

A/- wydłużenie,

4 - długość początkowa,

AT - przyrost temperatury.

Z przekształcenia ostatniej zależności otrzymujemy szukany współczynnik a, który ma wymiar odwrotności temperatury i jest równy względnemu przyrostowi długości powodowanemu jednostkowym przyrostem temperatury.

14.2. Opis przyrządu pomiarowego

Do pomiaru używa się dylatometru. Zasadniczą jego częścią jest rura, w której umieszcza się metalowy pręt. Badany pręt umieszcza się między śrubą mikroraetryczną z jednej strony i czujnikiem raikrometrycznym (zegarowym) z drugiej strony. Koniec pręta, który pozostaje w kontakcie ze śrubą mikrometryczną, jest nieruchomy. Drugi koniec dotyka czujnika. Podczas ogrzewania pręt rozszerza się i powoduje obrót wskazówki czujnika. Wydłużenie pręta znajdujemy, odejmując od wskazania czujnika po ogrzaniu pręta, wskazanie czujnika przed ogrzaniem pręta. Operacji odejmowania unikniemy, ustawiając przed ogrzaniem pręta wskazówkę czujnika na zero. Wówczas odczytana wartość wskazań jest równa wydłużeniu pręta (najczęściej wyrażonemu w dziesiątych i setnych częściach milimetra).

Wyniki pomiarów wpisujemy do tabeli pomiarowej.

TABELA POMIARÓW

Długość początkowa pręta /₀ [ m ]	Wydłużenie A/ r mm 1	Temperatura otoczenia \ °C 1	Ciśnienie f ram Hg)

Wszystkie mierzone wielkości są nieskorelowane i dlatego niepewność wyznaczania współczynnika liniowej rozszerzalności liczymy jak dla złożonej niepewności standardowej.

va laboratoryjne z fizyki 103