Файл: Первое высшее техническое учебное заведение россии министерство науки и высшегообразования и российской федерации.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.01.2024
Просмотров: 14
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_c4ddf0ff3d56eff9.gif)
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГООБРАЗОВАНИЯ И РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Санкт-Петербургский ГОРНЫЙ университет
Кафедра общей и технической физики
ОТЧЁТ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
По дисциплине Физика
(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)
Тема работы: Определение коэффициента термического расширения (объёмного) жидкости
Выполнил: студент группы БТБ-22 __________ Куликов К.И.
(подпись) (Ф.И.О.)
Проверил: ___________
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2023
Цель работы
1) измерить изменение объема воды при нагревании от 0С до 90С;
2) определить коэффициент термического расширения воды.
Краткое теоретическое содержание
А) Явления, изучаемые в работе: тепловое расширение жидкости
Б) Определение основных физических величин и понятий
КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ – это 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.
вое расширение жидкости - увеличение объема жидкости при повышении температуры.
КОЭФФИЦИЕНТ ОБЪЁМНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ – характеризует относительное увеличение объема ∆V/V0, происходящее при нагревании жидкости на 1 градус.
КОЭФФИЦИЕНТ ЛИНЕЙНОГО РАСШИРЕНИЯ– физическая величина, равная относительному изменению линейного размера тела при изменении температуры тела на один кельвин.
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_4d79763e820aef3e.gif)
L – линейные размеры тела
T – температура, К
ЛИНЕЙНЫЙ ЗАКОН ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ — это первое приближение, справедливое лишь в определенном интервале температур, зависящем от свойств вещества.
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_81ecc258acc05d9.jpg)
1-Колба
2-Измерительная трубка
3-Термостативный объем
4-Термостат
5-Термометр
6-Пульт
Расчетные формулы
-
Средний коэффициент термического расширения воды α, °C
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_d2a4c76d911af089.gif)
где
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_8f425cd06d3fcabb.gif)
D - диаметр трубки, м
hmax и hmin - максимальная высота жидкости (при температуре t) и начальная высота жидкости, м
V0 – начальный объем воды, л
T – температура соответствующая максимальной высоте столба жидкости, °C
2. Коэффициент термического расширения воды на интервале
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_43a634d045831ef9.gif)
где ’n - коэффициент термического расширения воды на n - интервале;
hn - высота столба воды в начале n – интервала, м
hn+1 - высота столба воды в конце n – интервала, м
Tn - температура воды в начале n – интервала, °C
Tn+1 - температура воды в конце n – интервала, °C
Погрешность прямых измерений
Абсолютная погрешность измерения:
Измерительной трубки
∆h =
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_92475e851229abf6.gif)
Температуры
∆T = 0,1 °C
Погрешность косвенных измерений
Абсолютная погрешность измерения коэффициента термического расширения
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_8b7ca0bc3a07acb6.gif)
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_2ea3b0728a342b82.gif)
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_e598e01c557f22ed.gif)
Исходные данные
D = 3 мм
Графический материал
Результаты измерений и вычислений Таблица 1
Физ. величины | t | h | δV | α | α' |
Ед. изм. | °C | м∙10-2 | м3·10-8 | °C-1·10-6 | °C-1 10-5 |
№ опыта | |||||
1 | 0 | 1,1 | -2,51 | | -5,024 |
2 | 1 | 0,8 | -1,26 | -25,13 | -2,512 |
3 | 2 | 0,5 | -1,26 | -12,57 | -2,512 |
4 | 3 | 0,4 | 0,00 | 0,00 | 0,000 |
5 | 4 | 0,3 | 1,26 | 6,28 | 2,512 |
6 | 5 | 0,4 | 1,26 | 5,03 | 2,512 |
7 | 6 | 0,5 | 1,26 | 4,19 | 2,512 |
8 | 7 | 0,8 | 1,26 | 3,59 | 2,512 |
9 | 8 | 1,1 | 2,51 | 6,28 | 5,024 |
10 | 9 | 1,2 | 3,77 | 8,38 | 7,535 |
11 | 10 | 2,1 | 5,03 | 10,05 | 10,046 |
12 | 11 | 2,8 | 5,03 | 9,14 | 10,045 |
13 | 12 | 3,5 | 6,28 | 10,47 | 12,555 |
14 | 13 | 4,4 | 6,28 | 9,67 | 12,553 |
15 | 14 | 5,2 | 7,54 | 10,77 | 15,062 |
16 | 15 | 6,3 | 45,24 | 60,32 | 18,072 |
17 | 20 | 12,7 | 59,06 | 59,06 | 23,572 |
18 | 25 | 21,1 | 71,63 | 57,30 | 28,554 |
19 | 30 | 31,4 | 85,45 | 56,97 | 34,016 |
20 | 35 | 43,3 | 95,50 | 54,57 | 37,953 |
21 | 38,4 | 52,0 | 105,56 | 52,78 | 41,868 |
График функции 1
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_ad02f7ff9a06cd83.gif)
График функции 2
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_ac307872f2308b41.gif)
Пример расчетов
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_9914455b09a0846b.gif)
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_d557a75487b3f854.gif)
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_71b6b23e0d4873a5.gif)
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_eff9f36bb23b396.gif)
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_3e7cb44292f3e62e.gif)
![](https://images.student-it.ru/files/275029/1040559_html_e49256b2a96a4626.gif)
Вывод
В данной работе был экспериментально установлен коэффициент термического расширения (объемного) жидкости, а также его зависимость от разных значений температур. При повышении температуры, коэффициент термического расширения жидкости увеличивался. В ходе эксперимента было измерено и установлено изменение объема воды при ее нагреве на 51,3°C. Погрешность произошла из - за различных округлений значение, при проведении расчетов.