Rok IV GIG	Imię i nazwisko: Urszula Nędza	Data ćw. 27.11.2000
Nr ćw.14	Temat : Oznaczanie współczynnika cieplnej rozszerzalności liniowej skał	Ocena :

Cel ćwiczenia :

Celem ćwiczenia było określenie jednego z parametrów termicznych skał , jakim jest współczynnik

cieplnej rozszerzalności liniowej β . Wyznacza on zdolność skały do zmiany swoich wymiarów liniowych podczas przepływu energii cieplnej w ośrodku skalnym (czyli przyrostu temperatury ).

Uzyskane pomiary należało przedstawić na wykresie obrazującym zmiany długości próbki w zależności od zmiany temperatury .

Opracowanie wyników :

1

2

3

4

5

2,7

4,17

11,25

20,05

33,325

120 - 160

160 - 200

260 - 320

360 - 420

480 - 540

0,00001

0,00002

0,00004

0,0001

0,0001

0,004422115

Rodzaj skał

kwarcyt

L - długość początkowa próbki [mm]

52

a x b - szerokość x wysokość próbki [mm]

13 x 13,5

Wskazania miernika temperatury i czujnika zegarowego

Temp.

przemieszczenia

Temp.

przemieszczenia

Temp.

przemieszczenia

ogrzewanie

chłodzenie

ogrzewanie

chłodzenie

ogrzewanie

chłodzenie

20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

0 0 0 0 1 1,5 2,2 3,3 4,2 5

0 0 0 0 0,5 6 7,5 9 10 11

220 240 260 280 300 320 340 360 380 400

6,5 8 9 10,5 12 13,5 15 17,2 19 21

12,1 13 14 15,5 17 20 22,5 25 28 30

420 440 460 480 500 520 540 560 580 600

23 24,5 27 29,8 32 34,5 37 41 45 54

31 33,2 35,2 37,5 39,5 42,5 45 48,5 52 54

Wartość współczynników cieplnej rozszerzalności liniowej dla przyjętych zakresów obliczeniowych

Zakres

L [mm]

T [K]

 1/K]

 - współczynnik cieplnej rozszerzalności dla danego rodzaju skał [1/K]

1,6*10^-5

σT - naprężenia termiczne [Pa]

Wnioski :

Wstawione wielkości przyrostu temperatury i długości do wzoru na współczynnik cieplnej rozszerzalności liniowej , pozwalają na scharakteryzowanie skały pod względem zdolności pochłaniania ciepła (co było celem ćwiczenia) . Współczynnik β jest średnią wartością obliczoną dla pięciu przedziałów temperaturowych , gdyż wzrost wymiarów liniowych pod wpływem przyrostu ciepła nie przedstawia się w całym tym przebiegu równomiernie . My wybieramy sobie przedziały , gdzie ten związek zachodzi liniowo .

Porównując wartość tablicową współczynnika rozszerzalności liniowej β dla piaskowca

(0,5 - 1,6*10^-5 ) z wsp. β = 1,6*10^-5 otrzymanego przez uśrednienie pięciu współczynników jednostkowych , widać niewielką odchyłkę .

Nieliniowy rozkład przyrostu długości próbki wskazuje , że poszczególne cząstki skały rozszerzały się

nierównomiernie .Średnio na 20 ^oC przemieszczenie wynosiło 1,5-2,0*10^-2 .

---