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 лабораторной работе №10

По дисциплине Физика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: «Определение коэффициента термического линейного расширения твердого тела» .

Автор: студент гр. ИАС-22 ______________ Васильева А.А.

(подпись) (Ф.И.О.)

Дата: 2022 г.

ПРОВЕРИЛ _________ _______________ / /

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2022 год

1. Цель работы

1. определить температуру металлической проволоки при протекании через нее электрического

2. измерить удлинение проволоки при нагревании;

3. определить коэффициент линейного и объёмного термического расширения;

4. рассчитать плотность исследуемого образца металла.

2. 
   Схема установки
   

1. Трубка, уменьшающая тепловые потери при нагревании

2. Проволока

4. Груз

5. Микрометрический индикатор

7. Нагрузочное сопротивление

8. Блок питания

9,10. Цифровые вольтметры

11. Пульт, переключающий нагрузочное сопротивление

12. Пульт "Нагрев"

2. 
   Краткое теоретическое содержание
   

Явления, изучаемое в работе:

1. Нагревание проводника при прохождении через него электрического тока;

2. Удлинение проводника при нагревании.

---

Основные определения:

1. 
   Коэффициент объемного расширения – вид коэффициента теплового расширения, подразумевающее общее изменение размеров тела в функции температуры.
   
2. 
   Коэффициент линейного расширения – физическая величина, равная относительному изменению линейного размера тела при изменении температуры тела на один кельвин.
   
3. 
   Ток – упорядоченное движение электрически заряженных частиц под воздействием электрического поля.
   
4. 
   Сила тока - скалярная физическая величина, численно равная заряду проходящему через поперечное сечение проводника в единицу времени.
   
5. 
   Физический смысл ρ – сопротивление проводника длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м².
   

Где ρ – удельное сопротивление проводника [Ом*м]

l – длина проводника [м]

R – сопротивление [Ом]

S – площадь сечения [м²]

6. 
   Напряжение между двумя точками электрической цепи - равно работе электрического поля по перемещению единичного положит, заряда из одной точки в другую.
   
7. 
   Коэффициент термического расширения – величина, характеризующая относительную величину изменения объема или линейных размеров тела с увеличением температуры на 1⁰ К, при постоянном давлении.
   

Законы, лежащие в основе данной работы:

Закон Ома: сила тока в однородном участке цепи прямо пропорциональна напряжению, приложенному к участку, и обратно пропорциональна электрическому сопротивлению этого участка.



Где I- сила тока (А)

U- напряжение (В)

R- сопротивление (Ом)

2. 
   Основные расчётные формулы
   

1. 
   Формула связи между температурой тела, изменением его длины и коэффициентом термического линейного расширения:
   

где: – коэффициент линейного термического расширения, град

---

^-1;

– изменение температуры, ;

– первоначальная длина тела, м;

– длина тела при нагревании, м.

2. 
   Зависимость сопротивления металла от температуры:
   

,

где: – измененное сопротивление, Ом;

– первоначальное сопротивление, Ом;

– термический коэффициент сопротивления, 1/ .

3. 
   Сопротивление проволоки:
   

,

где: сопротивление проволоки, Ом;

– показания нижнего вольтметра, В;

– показания верхнего вольтметра, В;

– эталонное сопротивление, Ом.

4. 
   Температура, соответствующая каждому значению сопротивления:
   

где: – температура при данном сопротивлении, ;

- сопротивление проволоки, Ом.

5. 
   Коэффициент объёмного термического расширения исследуемого материала:
   

где: -Коэффициент объёмного термического расширения исследуемого материала.

---

6. 
   Плотность тела при изменении температуры:
   

где: - плотность тела при (кг/ )

- исходная плотность тела при (кг/ )

2. 
   Формулы для расчета абсолютных погрешностей косвенных измерений
   

Абсолютная погрешность косвенного измерения сопротивления проволоки (Ом):

)

( )



Абсолютная погрешность косвенного измерения рассчитываемой температуры ( :

T= T ( + )

Абсолютная погрешность косвенного измерения расчета коэффициента линейного расширения ( :

= (

Абсолютная погрешность косвенного измерения плотность материала ( :



Погрешности прямых измерений:

---

Технические данные приборов:

Таблица №1

№ п.п.	Название прибора	Предел измерений	Число делений	Цена деления	Класс точности	Абсолютная приборная погрешность
1	Амперметр	9,99	-	0,01 A	-	0,01 A
2	Микрометр	1000	100	м	-	м
3	Вольтметр	99	-	1 B	-	1 B
4	Вольтметр (эт)	100	-	0,01 B	-	0,01 B
5	Вольтметр (пр)	100	-	0,01 B	-	0,01 B

Исходные данные:

Материал проволоки: медь

d=0,1 мм

l₀ = 1 метр

плотность:

Термический коэффициент сопротивления: = 4,3 * 10^{-3 -1}

1. 
   =30 Ом
   
2. 
   =10 Ом
   

2. 
   Результаты измерений и вычислений
   

Таблица №

---

Смотрите также файлы

• Анализ Работы мо за первое полугод.docx

• 7778. Длинноволосая звезда Цели обучения, которые достигаются на данном уроке (ссылка на учебную программу).docx

• Реферат Обеспечение радиационной безопасности.rtf

• Present Continuous ережесі азаша.docx

• Задача Правильно ли сформулированы следующие вопросы. Найдите ошибки.docx