Laboratornye / Теплота_PDF / Lab_Mol_08

Лабораторна робота № 8

ВИЗНАЧЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ОБ’ЄМНОГО РОЗШИРЕННЯ РІДИН МЕТОДОМ ДЮЛОНГА І ПТІ

Мета роботи. Експериментально визначити термічний коефіцієнт об’ємного розширення води методом Дюлонга і Пті.

8.1. Теорія методу та опис приладів

Температурний коефіцієнт об’ємного розширення β – це фізична величина, яка чисельно дорівнює відносній зміні об’єму тіла при його нагріванні на один градус.

Метод Дюлонга і Пті для вимірювання β ґрунтується на використанні рівноваги двох стовпчиків рідини при різних температурах у сполучених посудинах. Оскільки гідростатичний тиск ρgh не залежить від поперечних розмірів стовпа рідини, то розширення посудин не впливає на результат вимірювання β.

Опис приладу

Прилад Дюлонга і Пті складається із скляної U-подібної трубки 1, заповненої

вимірюється за шкалою 6. Температуру рідини в кожному з колін вимірюють термометрами 7 і 8.

З рівності гідростатичних тисків в обох колінах трубки випливає співвідношення між висотами стовпчиків рідини:

1

де ρ1 і ρ2 – густина води в нагрітому та холодному колінах відповідно. Об’єм рідини при нагріванні змінюється за законом:

V V0 (1 t) ,

де V0 – об’єм рідини при 0°С. якщо врахувати, що густина тіла ρ обернено пропорційна до його об’єму V, то для густини рідини при температурах t1 і t2 можна записати співвідношення:

формулу для визначення термічного коефіцієнта об’ємного розширення методом Дюлонга і Пті:

8.2. Контрольні запитання для визначення ступеня готовності студента

до виконання роботи

1.Що називають температурним коефіцієнтом об’ємного розширення?

2.Поясніть принцип дії дослідної установки.

3.Назвіть основні заходи безпеки під час проведення експерименту.

Література

1.Кучерук І.М., Горбачук І.Т., Луцик П.П. Загальний курс фізики: навч.

посібник. – Т.1. – К., 2006. – С. 464 – 465.

2.Бушок Г.Ф., Венгер Є.Ф. Курс фізики. Т. 2. – 2001. – С. 385 – 386.

3.Елементарний підручник фізики. За ред. Г.С. Ландсберга. Т.1. – К. –

1968. – С. 357 – 369.

4.С. Клос, М. Печений, Л. Савчин. Лабораторний практикум з фізики. –

Л. – 1973. – С. 53 – 55.

5.Гапчин Б.М., Дутчак Я.Й., Френчко В.С. Молекулярна фізика. Лабораторний практикум: Навч. посібник. – Львів, 1990. – 153 – 154.

6.Фізичний практикум під ред. В. П. Дущенка. – Ч.1. – К., 1981. — С. 186

–188.

8.3. Практичне виконання роботи

Прилади, обладнання

1.Прилад Дюлонга і Пті . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 шт.

2.Електроплитка з пароутворювачем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 шт.

2

3.Рулетка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 шт.

Вимірювання та обробка результатів

1.Перевірити наявність достатньої кількості води в пароутворювачі.

2.Дочекатись моменту коли пара нагріє воду в одній з трубок приладу

настільки, що різниця рівнів води h1 і h2 перестане змінюватись та виміряти значення h1, та h2 – користуючись закріпленою шкалою.

3.Значення температур води в нагрітій t1 та холодній t2 трубках виміряти за допомогою термометрів.

4.Розрахувати термічний коефіцієнт об’ємного розширення β води користуючись виразом (8.5) і занести результати вимірювань та обчислень до таблиці, складеної самостійно.

5.Розрахувати максимальну систематичну похибку методу вимірювання.

6.Порівняти отриманий експериментально результат для β води з табличним значенням та зробити висновки.

8.4. Орієнтовні контрольні запитання і тестові завдання для оцінювання якості виконання і захисту лабораторної роботи

1.Дати означення термічного коефіцієнта об’ємного розширення та вказати одиниці його вимірювання.

2.Вказати причини теплового розширення рідин та назвати фактори, які впливають на його значення.

3.Дати означення і пояснення щодо явищ ізотропії й анізотропії.

4.Записати зв’язок між температурними коефіцієнтами об’ємного та лінійного розширення для ізотропних та анізотропних тіл.

5.Пояснити принцип визначення температурного коефіцієнта об’ємного розширення рідин методом Дюлонга і Пті.

6.Вивести робочу формулу (8.5).

3