ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Отчет по лабораторной работе №11

«Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости»

Выполнил: Жданова Руслана Юрьевна ______________________

(подпись)

Проверил: ______________________

(подпись)

Санкт-Петербург 2023

Цель работы: 1) измерить изменение объема воды при нагреве ее от 0°С до 90°С (максимальная температура ограничена длиной измерительной трубки);

2) определить показатель коэффициента термического расширения.

Краткое теоретическое обоснование

1. 
   Явление, лежащее в основе эксперимента
   

В основе эксперимента лежит явление термического расширения (объёмного) твердого тела.

2. 
   Определения основных величин и процессов
   

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.

Термостат — прибор для поддержания постоянной температуры.

3. 
   Основные физические законы и соотношения
   

Коэффициент термического расширения воды ɑ

где – изменение объема воды [ ]= ; – начальный объем воды [ ]= ; – температура [ ]=^oС.

4. 
   Основные расчетные формулы
   

1. 
   Средний коэффициент термического расширения:
   

, (ºС^-1),

где – изменение объёма (м³); – начальный объём воды; t – температура, соответствующая максимальной высоте столба жидкости (ºС).

2. 
   Изменение объёма:
   

, (м³),

где D – диаметр трубки (м); h_max – максимальная высота жидкости (при t) (м); h_min – начальная высота жидкости (м).

3. 
   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).

5. 
   Погрешность прямых измерений
   

^oC

6. 
   Схема установки
   

1 – колба

2 – измерительная трубка

3 – термостатированный объем

4 – термостат

5 – термометр

6 – пульт

7. 
   Исходные данные
   

D = 5 10^-3 м

V₀ = 5 10^-4 м³

Таблица

Физ. величина	t	h			ɑ
Ед. измерения № опыта	оС	м*	м3*10-8	оС-1*10-5	оС-1*10-7
1	0	0,033	0	0	0
2	1	0,033	0	-3,91	0
3	2	0,032	-1,96	0	-1,96
4	3	0,032	-1,96	-3,92	-1,30
5	4	0,031	-3,92	-3,92	-1,96
6	5	0,03	-5,88	7,84	-2,35
7	6	0,032	-1,96	3,92	-6,53
8	7	0,033	0	3,92	0
9	8	0,034	1,96	3,92	49,00
10	9	0,035	3,92	3,92	87,11
11	10	0,036	5,88	3,92	1,17
12	11	0,039	11,77	11,75	1,42
13	12	0,042	17,66	11,75	2,94
14	13	0,045	23,55	11,75	3,62
15	14	0,048	29,43	11,75	4,20
16	15	0,053	39,25	16,45	5,23
17	20	0,074	80,46	30,52	8,05
18	25	0,113	157	21,88	12,56
19	30	0,141	211,95	34,34	14,13
20	35	0,185	298,30	38,18	17,04
21	40	0,234	394,46	41,22	19,72
22	45	0,287	498,47	45,79	22,15
23	50	0,346	614,26	48,90	24,57
24	55	0,409	737,90	51,76	26,83
25	60	0,476	869,38	49,86	28,97
26	63,4	0,520	955,73		30,14

---

Пример вычислений





Косвенные погрешности






График



Окончательный результат:



Вывод: При нагревании от 0 до 7 ^оС вода сжимается, коэффициент термического

расширения принимает отрицательные значения. При дальнейшем нагревании объем воды увеличивается. Коэффициент термического расширения с ростом температуры становится больше.

---

Смотрите также файлы

• Опека и попечительство как форма воспитания детей, оставшихся без попечения родителей Аннотация.docx

• Занятие по теме отчество от слова "отец".docx

• Профессиональное образовательное учереждение барнаульский лицей железнодорожного транспорта индивидуальный проект.docx

• Доброе утро, Олеся!Тьютор 1 Дорохов Антон Андреевич 8 (800) 3500060, доб. 3567Оценить.pdf

• А в с а.ppt