Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти та науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Інститут комп’ютерних наук та інформаційних технологій
кафедра фізика
Лабораторна робота №20
“Визначення коефіцієнта теплового розширення твердого тіла”
Мета роботи:
Визначити середній коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла
Прилади та обладнання:
Індикатор годинникового типу, електрична піч, хромель – копелева термопара, мілівольтметр, металевий циліндр.
Теоретична частина
Тверді тіла при нагріванні розширюються. Розширення твердого тіла при нагріванні пов’язане з характером теплового руху іонів, розміщених у вузлах кристалічної гратки.
На певну частинку діє сила тільки з боку найближчих сусідніх частинок, а ті, у свою чергу, вважати умовно нерухомими, то ця сила називається квазіпружною , а частинку, що коливається під її дією – гармонічним осцилятором. В реальних твердих тілах кожна частинка зазнає впливу як з боку сусідніх частинок, так і більш віддалених. Тому залежність результуючої сили, що діє на частинку визначається співвідношенням:
f=-kx+yx²
Ця сила не є квазіупружною , а коливання частинки під її впливом не є гармонічним. У реальних твердих тілах частинки виступають як ангармонічні осцилятори.
Ступінь розширення твердого тіла визначається коефіцієнтом лінійного розширення.
Коефіцієнт лінійного теплового розширення ά чисельно дорівнює відносній зміні лінійних розмірів тіла ∆L∕L зумовленій зміною його температури на 1 К.
ά=∆L/L∆T.
Послідовність виконання роботи
1.Увімкнути піч у мережу з напругою 220 В, при цьому загориться сигнальна лампочка.
2. Поворотом шкали індикатора виставити велику стрілку приладу на нульову позначку.
3. Нагріваючи зразок, через кожні 0.5 мВ вимірювати його абсолютні видовження; отримані числові дані заносити в таблицю.
4. Використавши таблицю градуювання термопари визначити відповідні температури і побудувати графік залежності ∆L=f(T).
5. Використовуючи формулу ά=∆L/L*1/∆T, визначити середнє значення ά для всього діапазону зміни температури.
6. Визначити з графіка кутовий коефіцієнт нахилу прямої K=∆L/∆T.
7. Визначити середнє значення ά за формулою ά= 1/K*L.
8. Порівняти результати, отримані згідно з пунктами 4,6; зробити висновок про їх точність.
Таблиця результатів вимірювання
V, мВ
0
0.75
1.25
1.75
t, C
24
32
42
48
T,К
297
305
315
321
∆L,мм
0
0.008
0.015
0.019
Хід роботи
Висновок:
На даній лабораторній роботі я навчився визначити середній коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла.