Описание установки
Для определения коэффициента линейного расширения в настоящей работе применяется метод, основанный на измерении удлинения цилиндрических стержней из разных металлов и стекла при нагревании.
Прибор для определения линейного расширения твердых тел (ПРТТ) состоит (рис.1) из корпуса 1, к которому крепится защитный кожух 2. Внутри кожуха установлен нагреватель 3. При проведении опытов в нагреватель через резиновую прокладку 4 помещается стеклянная пробирка с водой 5 и исследуемым стержнем 6. На корпусе прибора установлена стойка 7 с кронштейном 9 для индикатора малых перемещений 11. Кронштейн может поворачиватъся вокруг стойки на угол 900.
На панели корпуса расположены индикаторная лампа и кнопочный выключатель. Штепсельная вилка служит для включения прибора в электрическую сеть с напряжением 220 В.
Рис. 1
МЕРЫ БЕЗ0ПАСНОСТИ I1PИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ.
Прибор ПРТТ подключается к сети переменного тока с напряжением 220 В, поэтому необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:
1. Внешним осмотром убедиться в правильности подключений в схеме и прочности заземления.
2. До проверки Вашей готовности к занятиям преподавателем, прибор в электрическую сеть не включать!
3. При установке пробирки с исследуемым объектом в нагреватель следить, чтобы на пробирку была надета резиновая прокладка, назначение которой - предотвратить попадание воды в нагреватель. Попадание воды в нагреватель может вызвать короткое замыкание.
4. Если в ходе работы выявились неисправности, отключите прибор от электрической сети и пригласите преподавателя или лаборанта. Самостоятельно неисправность не устранять!
5. При установке пробирки с исследуемым образцом в нагреватель прибора и при вынимании пробирки из нагревателя пользуйтесь держателем.
Порядок выполнения работы.
Для проведения опытов по определению коэффициента линейного расширения необходимо:
1) измерить барометром атмосферное давление Ра и, используя таблицу зависимости температуры кипения воды от давления на ее поверхность; определить температуру кипения t2;
2) пробирку на 1/2 объема наполнить водой комнатной температуры;
3) термометром измерить температуру tl воздуха в помещении;
4) измерить штангенциркулем длину стержня 11 при температуре tl;
5) опустить в пробирку испытуемый стержень сферическим концом вниз и поместить на штатив;
6) пробирку с испытуемым стержнем через резиновую прокладку и отверстие в крышке прибора ввести в нагреватель;
7) оттянуть шток индикатора 12 вверх, установить индикатор над пробиркой, зафиксировав его винтом 10, и, опустив шток индикатора в углубление на тоpцe стержня, кронштейн зафиксировать винтом 8;
8) вращая шкалу индикатора, стрелку установить на нулевое деление;
9) штепсельную вилку прибора вставить в электрическую розетку и включить питание прибора;
Когда вода в пробирке закипит, испытуемый образец принимает температуру, равную температуре кипения воды. Увеличение длины образца ∆l определяется по отклонению стрелки индикатора от первоначального положения. Отсчет ведут с точностью до половины деления шкалы индикатора, т.е. с точностью до 5 мкм;
10) для проведения опытов с другими образцами необходимо:
а) кнопочным выключателем отключить питание прибора;
б) оттянув шток индикатора вверх, индикатор с кронштейном отвести в сторону до упора;
в) извлечь держателем пробирку из нагревателя и поместить ее в штатив;
11) повторить пункты 2-10 для второго образца.
После снятия показаний по всем образцам приступают к подсчету численного значения коэффициента линейного расширения по формуле 2. Для более точного определения коэффициента рекомендуется проводить не менее 3-х замеров и при вычислении брать среднее арифметическое значение приращения длины для каждого обрaзца.