Коэффициент термического линейного расширения твердого тела
 Скачать 146.21 Kb.
|
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ  МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра общей и технической физики ОТЧЕТ Лабораторная работа №10 «Коэффициент термического линейного расширения твердого тела» Выполнил: студент гр. ТПР-21 ___ / Кузьмин Г.Д. / (подпись) (Ф.И.О.) Проверил: доцент / / (должность) (подпись) (Ф.И.О.) Санкт-Петербург 2022 год 1) Цель работы: 1) определить температуру металлической проволоки при протекании через нее электрического тока; 2) измерить удлинение проволоки при нагревании; 3) определить коэффициент линейного и объёмного термического расширения; 4) рассчитать плотность исследуемого образца металла. 2) Краткое теоретическое содержание: а) Явления, изучаемые в работе: 1) Нагревание проводника при прохождении через него электрического тока; 2) Удлинение проводника при нагревании. б) Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин: 1) Коэффициент объемного расширения тела aV – это физическая величина, которая определяет относительное изменение объема тела (∆V/V0), происходящее при изменении его температуры на 1 K (при этом давление должно оставаться постоянным). 2) Коэффициент линейного расширения– физическая величина, равная относительному изменению линейного размера тела при изменении температуры тела на один кельвин. 3) Ток – упорядоченное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля. 4) Сила тока - скалярная физическая величина, численно равная заряду, проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени. 5) Коэффициент термического расширения — физическая величина, характеризующая относительное изменение объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении. В) Законы и соотношения: 1)  Закон Ома: сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка. 3) Схема установки: П  ояснения к схеме: 1 – теплоизоляционная трубка; 2 – исследуемая проволока; 3 – груз для поддержания проволоки в натянутом состоянии; 4 – микрометрический индикатор; 5 – нагрузочное (эталонное) сопротивление; 6 – блок питания; 7 – цифровой вольтметр измеряющий падение напряжения на нагрузочном сопротивлении; 8 – цифровой вольтметр измеряющий падение напряжения на проволоке; 9 – пульт переключения нагрузочного сопротивления (10 Ом или 30 Ом); 10 – пульт "НАГРЕВ" позволяет подключать/отключать ток в цепи, не выключая источник питания.4)Основные расчётные формулы: 1)Сопротивление проволоки:  , Ом,где Uэт – напряжение нагрузочного сопротивления, показания верхнего (на стенде) вольтметра, Uпр – напряжение на проволоке, показания нижнего (на стенде) вольтметра, ток в цепи. 2)Температура, соответствующая каждому значению сопротивления:  , С,где – термический коэффициент сопротивления исследуемой проволоки, R0 – сопротивление проволоки, определяется как среднее при напряжении 1 и 2 В. 3)Коэффициент линейного термического расширения исследуемого материала:  .где l – коэффициент линейного термического расширения заданного преподавателем материала, K-1, T – изменение температуры, K, l0 – исходная длина проволоки при комнатной температуре. 4)Коэффициент объёмного термического расширения исследуемого материала:  ,где  – усреднённый коэффициент линейного термического расширения5)Плотность материала  .где 0 – исходная плотность тела при температуре T1, – плотность тела при температуре T2. 5) Формулы погрешностей косвенных измерений: Таблицы Таблица 1: «Технические данные прибора»
Таблица 2: «Результаты измерений»
Пример вычислений: А) Исходные данные: Б) Погрешности прямых измерений: ∆h =  U=0,005 В | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||