Міністерство освіти і науки України Національний університет „ Львівська Політехніка “ Кафедра фізики ЗВІТ Про виконання лабораторної роботи №20 Визначення коефіцієнта теплового розширення твердого тіла Мета роботи: визначити середній коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла. Прилади і матеріали: індикатор годинникового типу, електронна піч, хромель-копелева термопара, мілівольтметр, металевий циліндр. Короткі теоретичні відомості: Істинний коефіцієнт лінійного розширення – визначається на безмежно малому інтервалі, а середній – при зміні температури на 1К. Розширення твердого тіла при нагріванні пов’язана з характером теплового руху іонів і атомів, розміщених у вузлах кристалічної гратки. Гармонічний осцилятор – це частинка, яка коливається під дією квазіпружної сили. Ангармонічний осцилятор – це частинка, яка зазнає впливу як з боку сусідніх частинок, так і більш віддалених. ( - коефіцієнт лінійного теплового розширення. Задані величини: L = (0.2177 ( 0.00005) м; (L = 0.0002 м; (V = 0.125 мВ. Фізичні величини, які вимірюються прямим способом: V – напруга в колі; T – приріст температури; (L – видовження стержня. Основні характеристики приладів: Вимірювальний пристрій складається з прикріплених до підставки електричної печі і мілівольтметра. У піч поміщують досліджуваний зразок (металевий циліндр). Температуру зразка контролюють термопарою і мілівольтметром; абсолютне видовження зразка вимірюють індикатором годинникового типу, який закріплений на кронштейні над зразком. Таблиці результатів вимірювання (величини, розмірності похибки прямих вимірювань): Таблиця V, 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6  ∆t, 0C 0 20 30 40 50 50 60 70 70 80 90 90 100  T, K 273 293 303 313 323 323 333 343 343 353 363 363 373  (L, мм 0 0.01 0.05 0.08 0.16 0.2 0.24 0.29 0.34 0.42 0.47 0.53 0.57   Графіки залежності (L від f(T)
Кутовий коефіцієнт нахилу прямої K =(L/(T з графіка K1 = 0.0005; K2 =0.0016e-6; K3 =0.02; K4 =0.0032; K5 =0.004; K6 =0.004; K7 =0.0041; K8 =0.005; K9 =0.0052; K10 =0.0052e-2; K11 =0.006; K12 =0.0053. Обчислення шуканої величини за робочою формулою: ( = (1/L)*K; (сер = 0,00489; ( = ((L/L)*(1/(T) ; (1 = (0.01/0.2177)*(1/20) = 0.0023 ; (2 = (0.04/0.2177)*(1/30) = 0.00691 ; (3 = (0.08/0.2177)*(1/40) = 0.0092 ; (4 = (0.16/0.2177)*(1/50) = 0.0147 ; (5 = (0.2/0.2177)*(1/50) = 0.0184 ; (6 = (0.24/0.2177)*(1/60) = 0.0186 ; (7 = (0.29/0.2177)*(1/70) = 0.0187 ; (8 = (0.34/0.2177)*(1/70) = 0.0218 ; (9 = (0.41/0.2177)*(1/80) = 0.0241 ; (10 = (0.47/0.2177)*(1/90) = 0.0239; (11 = (0.53/0.2177)*(1/90) = 0.02702 ; (12 = (0.57/0.2177)*(1/100) = 0.0243 ;. (сер = 0,01759; Обчислення похибок (формули та розрахунок): (( = (((L/(L) + (((L/L) + (((T/(T) ; (1 = (0.00005/0.01) + (0.00005/0.2177) + (0.5/20) = 0.25% ; (2 = (0.00005/0.04) + (0.00005/0.2177) + (0.5/30) = 0.16% ; (3 = (0.00005/0.08) + (0.00005/0.2177) + (0.5/40) = 0.13% ; (4 = (0.00005/0.16) + (0.00005/0.2177) + (0.5/50) = 0.12% ; (5 = (0.00005/0.2) + (0.00005/0.2177) + (0.5/50) = 0.11% ; (6 = (0.00005/0.24) + (0.00005/0.2177) + (0.5/60) = 0.08% ; (7 = (0.00005/0.29) + (0.00005/0.2177) + (0.5/70) = 0.07% ; (8 = (0.00005/0.34) + (0.00005/0.2177) + (0.5/70) = 0.07% ; (9 = (0.00005/0.41) + (0.00005/0.2177) + (0.5/80) = 0.06% ; (10 = (0.00005/0.47) + (0.00005/0.2177) + (0.5/90) = 0.05% ; (11 = (0.00005/0.53) + (0.00005/0.2177) + (0.5/90) = 0.06% ; (12 = (0.00005/0.57) + (0.00005/0.2177) + (0.5/100) = 0.06%. Аналіз результатів та висновки: Визначив середній коефіцієнт лінійного розширення твердого тіла (сер = 0,01759. Побудував графік залежності (L від f(T). Графічно визначив кутовий коефіцієнт нахилу прямої. Малі похибки спричинені точним вимірюванням та точністю приладів