Порядок выполнения работы.

1) открыв кран 10, напустить воздух из баллона 2 в сосуд 1; закрыть кран;

2) подождать, когда разность уровней жидкости в манометре стабилизируется, измерить разность уровней h₁; (для удобства и быстроты проведения эксперимента можно нажать «прыжок» во времени, но не более 1 минуты и несколько раз)

3) открыть кран 3, и когда избыток воздуха выйдет из сосуда, быстро закрыть его (в данной работе параметры установки подобраны таким образом, что достаточно повернуть кран 3 на 180чтобы давление газа в сосуде сравнялось с атмосферным).

4) подождать, когда разность уровней жидкости в манометре стабилизируется (температура воздуха в сосуде станет равной комнатной температуре); измерить разность уровней h₂.

5) повторить пп.1-4 не менее десяти раз (напуская в сосуд воздух до разного давления), по результатам измерений заполните таблицу:

Таблица 1

Физ. величина	h1	h1	h2	h2	h1 - h2	i
Ед. измерения Номер опыта
1.
2.
…
n

___________________

Примечание.h₁иh₂ - приборная ошибка в измеренииh₁иh₂.h₁= h₂= 1 мм.

6) вычислить для каждого измерения по формуле (8); найти среднее значение;

7) погрешность измерения в этом случае (величина определяется многократно) допускается рассчитать как среднюю квадратичную для серииnизмерений:

.

8) привести окончательный результат.

Контрольные вопросы

1. Что такое теплоемкость, молярная теплоемкость, удельная теплоемкость? Как они связаны? Какова размерность теплоемкости? От чего зависит молярная теплоемкость?

2. Почему C_p>C_V с точки зрения первого начала термодинамики?

3. Какой процесс называют адиабатическим? Каким уравнением описывается адиабатический процесс? Изобразите адиабату в координатах p-V.

4. Какие термодинамические процессы происходят в данной работе? Изобразите эти процессы в координатах p-T, V-T, р-V.

5. Почему измерение давления следует производить не сразу после напуска (выпускания) воздуха, а через некоторое время?

библиографический список

учебной литературы

1. Калашников Н.П.Основы физики. М.: Дрофа, 2004. Т. 1

2. Савельев И.В. Курс физики. М.: Наука, 1998. Т. 2.

3. Детлаф А.А., Яворский Б.М.Курс физики. М.: Высшая школа, 2000.

4. Иродов И.ЕЭлектромагнетизм. М.: Бином, 2006.

5. Яворский Б.М., Детлаф А.А.Справочник по физике. М.: Наука, 1998.

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,V_o- объем при начальной температуре,

t- изменение температуры.

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

[2]

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

Из формулы [2] следует, что для определения коэффициента необходимо знать начальную длину проволокиL_o, изменение температурыtи соответствующее изменение длиныL. 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.