прссплгдщшдп. Отчет,л.11 виртуалка. Отчет по виртуальной лабораторной работе 11 Определение коэффициентов термического расширения (объемного) жидкости

• Название: Отчет по виртуальной лабораторной работе 11 Определение коэффициентов термического расширения (объемного) жидкости
• Анкор: прссплгдщшдп
• Дата: 04.10.2022
• Размер: 1.98 Mb.
• Имя файла: Отчет,л.11 виртуалка.docx
• Тип: Отчет; #712717

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 виртуальной лабораторной работе №11

«Определение коэффициентов термического расширения (объемного) жидкости»
Выполнил: студент гр. ГС-21-1 Черниговская М.В.

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

Оценка:

Дата:

Проверил:

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Цель работы: измерить изменение объема воды при нагревании от 0°С до 90°С; определить коэффициент термического расширения воды.

Краткое теоретическое обоснование

Явление, изучаемое в работе: тепловое расширение жидкости.

Основные определения:

1. 
   Тепловое расширение жидкости – увеличение объема жидкости при повышении температуры.
   
2. 
   Коэффициент теплового расширения — физическая величина, характеризующая относительное изменение объёма или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1 Сᵒ при постоянном давлении. Имеет размерность обратной температуры. Различают коэффициенты объёмного и линейного расширения.
   
3. 
   Коэффициент объемного термического расширения – характеризует относительное увеличение объема ∆V/V0, происходящее при нагревании жидкости на 1 градус.
   
4. 
   Коэффициент линейного расширения– физическая величина, равная относительному изменению линейного размера тела при изменении температуры тела на один кельвин.
   

L – линейные размеры тела (м)

T – температура (К)

V – объём (м³)

Схема установки

1. 
   колба
   
2. 
   измерительная трубка
   
3. 
   термостатированный объем
   
4. 
   термостат
   
5. 
   термометр
   
6. 
   пульт термостата
   

Основные расчетные формулы

1. Средний коэффициент термического расширения воды α, °C^-1



где ,

D - диаметр трубки, м

h_max и h_min - максимальная высота жидкости (при температуре t) и начальная высота жидкости, м

V₀ – начальный объем воды, м³

t – температура соответствующая максимальной высоте столба жидкости, °C

2. Коэффициент термического расширения воды на интервале



где ’_n - коэффициент термического расширения воды на n - интервале; °C^-1

h_n - высота столба воды в начале n – интервала, м

h_n+1 - высота столба воды в конце n – интервала, м

t_n - температура воды в начале n – интервала, °C

t_n+1 - температура воды в конце n – интервала, °C

Формула погрешностей косвенных измерений

;

;

;

.

Таблица измерений.

Таблица 1. Результаты измерений со значением погрешности косвенных измерений.



Пример вычисления

1. 
   Исходные данные:
   

= 0,5 л

D = 4 мм

h_min=0,7 см

2. 
   Погрешности прямых измерений:
   

3. 
   Вычисления:
   

2.1. Средний коэффициент термического расширения





2.2 Коэффициент термического расширения на интервале

(Пример вычисления коэффициента термического расширения для опыта №21)



Вычисления погрешностей косвенных измерений





Графический материал

График зависимости изменения объема воды от температуры .


График зависимости термического расширения воды от температуры





Вывод:

В данной работе был экспериментально установлен коэффициент термического расширения (объемного) жидкости при различной температуре.

Проведя опыт, мы выяснили, что при нагревании объём воды увеличивается с определённым коэффициентом термического расширения. Также сначала объём уменьшался из-за того, что таял лёд, плотность которого меньше, чем у воды. Так же был вычислен средний коэффициент термического расширения воды α_ср = °С^-1, который совпадает с мгновенным коэффициентом при температуре 22⁰С и 23,8 ⁰С.Если сравнивать коэффициент термического расширения (объемного) жидкости который мы вывели во время эксперимента с табличным значением этого коэффициента, то результат отличается на 18%, это объясняется погрешностью при измерениях. В ходе эксперимента было измерено и установлено изменение объема воды при ее нагреве до 50,2 °C.