Методика виконання роботи

Прилад складається з корпусу 1, до якого прикріплений захисний кожух 2 (рис.2). Усередині кожуха встановлений нагрівач 3. Опора - 4, кришка - 5. При проведенні дослідів у нагрівач через прокладку 6 розмішують скляну пробірку 7 із досліджуваним зразком у вигляді стержня 8. На корпусі приладу встановлена стійка 9 з кронштейном 10, на якому розміщений індикатор малих зміщень 11. Кронштейн 10 може повертатися навколо осі стійки на 90⁰. На панелі корпусу знаходяться сигнальна індикаторна лампа 12 та кнопочний вимикач 13, а на задній стінці - гвинт заземлення 14, 15–електричний запобігач. Штепсельна вилка 10 служить для вмикання приладу в електричну мережу 220В.

Порядок виконання роботи

Для проведення дослідів по визначенню коефіцієнта лінійного розширення необхідно:

1. пробірки з комплекту для приладу наповнити на 0,5 об'єму водою кімнатної температури, помістивши в кожну з них по досліджуваному зразку у вигляді стержня сферичним кінцем вниз та помістити на штатив;

2. у кронштейн вставити індикатор та відвести його на чверть оберту в бік;

3. лабораторним термометром заміряти температуру води в одній із пробірок;

4. пробірку з досліджуваним зразком через гумову прокладку та отвір у кришці приладу ввести в нагрівач;

5. перемістити шток індикатора вверх, встановити індикатор над пробіркою та опустити шток у торець стержня, кронштейн зафіксувати гвинтом;

6. зафіксувати положення стрілки на шкалі індикатора;

7. увімкнути в мережу прилад.

При кипінні води у пробірці досліджуваний зразок набуває температури, рівної температурі кипіння води. Збільшення довжини зразка визначається за відхиленням стрілки індикатора від початкового положення. Відлік ведуть з точністю до половини поділки індикатора, тобто з точністю 5 мікрон.

Коефіцієнт лінійного розширення визначається за формулою:

(3)

де - початкова температура у пробірці, - кінцева температура у пробірці.

Для продовження роботи та проведення дослідів з іншими зразками необхідно:

• відключити прилад від мережі;

• індикатор на кронштейні відвести в бік;

• вийняти пробірку та закріпити її у штативі;

• повторити всі операції (1-7) для іншого зразка.

Для більш точного визначення коефіцієнта лінійного розширення потрібно провести декілька вимірів та при обчисленні брати середнє арифметичне значення приросту довжини зразка. Точність визначення коефіцієнта лінійного розширення характеризується середньою квадратичною похибкою.

(4)

де n - кількість вимірів, - виміряне значення коефіцієнта, - середнє арифметичне значення коефіцієнта. Степінь точності обчислення коефіцієнта лінійного розширення у % характеризується середньою відносною квадратичною похибкою вимірів:

(5)

Результати п'ятикратного повторення досліду занести до таблиці (для кожного зразка).

За формулами (4) та (5) розрахувати середньоквадратичну похибку та середню відносну квадратичну похибку.

Контрольні запитання

1. Пояснити лінійне розширення твердих тіл з точки зору молекулярно- кінетичної теорії будови речовини.

2. Де має велике практичне значення знання коефіцієнта лінійного розширення?

3. Який коефіцієнт лінійного розширення (малий чи великий) повинно мати тіло, щоб при різкій зміні температури зовнішнього середовища воно не тріснуло?

4. В яких одиницях вимірюється коефіцієнт лінійного розширення?

№ пп	Показання індикатора (у поділках) при
1 2 ... 5
Середнє значення