лаба. Отчет по лабораторной работе 11 Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости
 Скачать 145.41 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 по лабораторной работе №11 «Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости» Выполнил: студент гр. НГД-21-10 _____________ Макаров Г.Г. (подпись) Проверил: _____________ (подпись) Дата выполнения работы: Санкт-Петербург 2022 Цель работы: измерить изменение объема воды при нагревании от 0ºС до 90ºС определить коэффициент термического расширения воды Краткое теоретическое содержание: Процесс, изучаемый в работе: тепловое расширение жидкости Основные определения явлений, процессов, величин: Термическое расширение — изменение линейных размеров и формы тела при изменении его температуры. Количественно термическое расширение жидкостей и газов при постоянном давлении характеризуется изобарным коэффициентом расширения (объёмным коэффициентом теплового расширения). Для характеристики термического расширения твёрдых тел дополнительно вводят коэффициент линейного термического расширения. Коэффициент термического расширения — физическая величина, характеризующая относительное изменение объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 К при постоянном давлении. Имеет размерность обратной температуры. Различают коэффициенты объёмного и линейного расширения. Температура – это физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и определяющая направление теплообмена между телами. Объем – это количественная характеристика пространства, занимаемого телом или веществом. Основные законы и соотношения, лежащие в основе вывода расчетных формул: Основной закон теплового расширения – тело с объемом V0 {\displaystyle L}при увеличении его температуры на T {\displaystyle \Delta T}и отсутствии внешних механических сил расширяется на величину V{\displaystyle \Delta L}, равную: V = V0T, где {\displaystyle \alpha }— коэффициент термического расширения (ºС-1). Схема экспериментальной установки 1  – колба 2 – измерительная трубка 3 – термостатированный объём 4 – термостат 5 – термометр 6 – пульт Экспериментальная установка Исходные данные: D = 4  10-3 мV0 = 5 10-4 м3hmin = 2,7 10-2 мhmax = 0,52 м Основные расчетные формулы: Средний коэффициент термического расширения:  , (ºС-1),где  – изменение объёма (м3);  – начальный объём воды; t – температура, соответствующая максимальной высоте столба жидкости (ºС).Изменение объёма:  , (м3),где D – диаметр трубки (м); hmax – максимальная высота жидкости (при t) (м); hmin – начальная высота жидкости (м). Коэффициент термического расширения:  , (ºС-1),где n– температурный интервал;  – высота столба воды в начале n-интервала (м);  – высота столба в конце n-интервала (м);  – температура воды в начале n-интервала (ºС);  – температура воды в конце n-интервала (ºС).Погрешность косвенных измерений:  Таблицы Таблица 1: «Технические данные прибора»
Таблица 2: «Результаты измерений»
Погрешности прямых измерений  = 0,1 ºС   = 10-3 мВычисления  10-8 м3 ºС-1  ºС-1Графики График зависимости изменения объема воды от температуры   График зависимости   Расчёт погрешности Погрешность косвенных измерений:    Результаты  Вывод: таким образом, в ходе работы мы выяснили, что при нагревании объём воды увеличивается с определённым коэффициентом термического расширения. При большем количестве передачи тепла, коэффициент увеличивается соответственно. Экспериментально установили коэффициент термического расширения (объемного) жидкости, а также его зависимость от разных значений температур. Рассмотрено свойство воды: при нагревании до определённой температуры она не расширяется, а сжимается.  |
