Задание

1. Запустите лабораторную работу.

2. Поставьте кран 3 в положение, показывающее в сторону магистрали 2.

3. Откройте на некоторое время кран 10 (для ускорения процесса измерений нажмите прыжок во времени на 5 минут). Дождитесь выравнивания температуры внутри баллона с комнатной. Свидетельством этого служит постоянство давления в баллоне. Запишите значения уровней жидкости в манометре, вычислите разность уровней.

3. Откройте кран 3 (для этого надо нажать левой кнопкой на пульте крана в позицию "З", противоположную текущему состоянию). Подождите, пока уровень жидкости в манометре перестанет изменяться (нажмите прыжок во времени на 5 минут). Запишите показания в манометре, вычислите разность уровней.

4. Вычислите значение . Полученные значения запишите в таблицу 1.

Физ. величина	Н1	Н2	Н1 - Н2	
Ед. измерений Номер опыта
1
…
n

5. Откройте кран 3, чтобы выпустить излишки воздуха из сосуда.

6. Проведите серию из 10 измерений, каждый раз вновь заполняя сосуд при разном времени открывания крана 10. По полученным значениям вычислите среднее отношение .

7. Сравните со справочным значением.

Работа № 10 Определение коэффициента термического расширения (линейного) твердого тела

Цель работы:

1) определение температуры металлической проволоки при протекании через нее электрического тока;

2) измерение удлинения проволоки при нагревании; 3) определение показателя коэффициента термического расширения.

В работе используются: регулируемый источник постоянного тока; два цифровых вольтметра постоянного тока; теплоизолированная труба; металлическая проволока; микрометрический индикатор.

Практически все физические параметры изменяются при изменении температуры тела. В данной работе экспериментально определяется коэффициент термического расширения твердого тела (металлической проволоки).

Связь между температурой тела и изменением его объема задается формулой

[1]

где - коэффициент объемного расширения,- объем при начальной температуре,

- изменение температуры.

Для линейного расширения тела формула [1] приводится к виду:

[2]

где - коэффициент линейного расширения,- начальная длина тела,L_o= 1 м.

Из формулы [2] следует, что для определения коэффициента необходимо знать начальную длину проволоки, изменение температурыи соответствующее изменение длины. Изменение длины проволоки можно непосредственно измерить при помощи микрометрического индикатора, а температуру непосредственно измерить невозможно. Поэтому в данной работе определение температуры проволоки производится по изменению ее сопротивления при нагревании (термический коэффициент сопротивления предполагается известным).

Зависимость сопротивления металла от температуры имеет вид, аналогичный формуле [1]:

[3]

Поскольку нагрев проволоки производится протекающим через нее электрическим током, зная падение напряжения на сопротивлении и силу тока, можно вычислить сопротивление проволоки:

[4]

Силу тока определяем по падению напряжения на эталонном сопротивлении, термическим коэффициентом сопротивления которого можно пренебречь.

При выполнении работы необходимо учитывать, что зависимость [2] выполняется в ограниченном интервале температур. При значительном нагреве удлинение проволоки превышает рассчитанное по формуле [2], проявляется эффект, аналогичный пластической деформации при значительном растяжении. Поэтому при обработке экспериментальных данных необходимо рассчитывать коэффициент по температурам, незначительно отличающимся от начальной.