ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федералъное государственное бюджетное образователъное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет»

Кафедра общей и технической физики

ОТЧЕТ

Лабораторной работе №11

«Определение коэффициента термического расширения (объемного) жидкости»

Выполнил: студент гр. СПС-22 Поздняков В. А.

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

Оценка: ___________

Дата: ___________

Проверил:

Руководитель работы

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2022

Цель работы:

1)измерить изменение объема воды при нагревании от 0ºС до 90ºС

2)определить коэффициент термического расширения воды

Процесс, изучаемый в работе: тепловое расширение жидкости

Краткое содержание:

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.

Коэффициент объёмного термического расширения – физическая величина, характеризующая относительное увеличение объёма ∆V/V₀, происходящее при нагревании жидкости на 1 градус.

Основные законы и соотношения, лежащие в основе вывода расчетных формул:

Основной закон теплового расширения – тело с объемом V₀ при увеличении его температуры на T и отсутствии внешних механических сил расширяется на величину V, равную:

V = V₀T,

где  — коэффициент термического расширения (ºС^-1).

Схема экспериментальной установки

1 – колба

2 – измерительная трубка

3 – термостатированный объём

4 – термостат

5 – термометр

6 – пульт для управления

Основные расчетные формулы:

1. 
   Средний коэффициент термического расширения:
   

, (ºС^-1),

где – изменение объёма (м³);

– начальный объём воды (м³);

t – температура, соответствующая максимальной высоте столба жидкости (ºС).

2. 
   Изменение объёма:
   

, (м³),

где D – диаметр трубки (м);

h_max – максимальная высота жидкости (при t_max) (м);

h_min – начальная высота жидкости (м).

3) Коэффициент термического расширения воды на n-температурном интервале:

, (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).

Формулы погрешностей косвенных измерений

№ п.п.	Название прибора	Пределы измерений	Число делений	Цена деления	Класс точности	Абсолютная приборная погрешность
1	Термометр	0-99,9ºС	999	0,1ºС	–	0,05ºС
2	Измерительная трубка	0-52 см	520	1 мм	–	0,5 мм

Р езультаты измерений и вычислений:

Вычисления для примера:

Исходные данные:

D = 5 10^-3 м

V₀ = 0,5 10^-3 м³

h_min = 3,6 10^-2 м

h_max = 52 *10^-2 м

Вычисления:

1. 
   σV(26) = (5*10^-3)²*(3,5-3,6)*10^-2 = -0,02*10^-6 м³
   
2. 
   
   
3. 
   =513,91*10^{-6 є}С^-1
   

---

Вычисление погрешности косвенного измерения:

= 9,5*10^-6 = 0,3996*10<sup>-6

є</sup>С^-1

=301,69*10^-6* = 16,20*10^{-6 є}С^-1
E_α= % = 5,37%
Окончательный результат:
α_ср=(301,69 16,20)*10^{-6 є}С<sup>-1

Графический материал:</sup>
Красными точками отмечены границы аномальной зависимости


Рис. 1. Зависимость δV  f t

Точка пересечения среднего значения с мгновенным



Рис. 2. Зависимость α`  f t

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 63°C. Погрешность составила 5,37% от результата, что является допустимым значением.

---

Смотрите также файлы

• Рабочая программа элективного курса 1Сразработчик для учащихся 1011 классов.docx

• Протокол 1 от 28. 08. 2015 приказом директора от 28. 08. 2015 010248а муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение.docx

• Чурапчинский государственный институт физической культуры и спорта.pptx

• Индивидуальная работа на апрель Д игра Чудесный мешочек.docx

• Пояснительная записка Информатика и геометрия Информатика и предметы в квартире Анаграммы Клавиши 2 3 4 5 6 7.pptx