Работа с прибором

Для проведения опытов по определению коэффициента линейного расширения необходимо:

2.1. Пробирки из комплекта принадлежностей прибора на 1/2 объема наполнить водой комнатной температуры, опустив в каждую по испытуемому стержню, сферическим концом вниз и поместить на штатив.

2.2. Штепсельную вилку прибора вставить в электрическую розетку.

2.3. В поворотный кронштейн вставить индикатор и отвести его на четверть оборота в сторону до упора.

2.4. Лабораторным термометром замерить температуру воды в одной из пробирок (стержень при этом извлекается из прибора).

2.5. Пробирку с испытуемым стержнем через отверстие в крышке прибора ввести в нагреватель.

2.6. Оттянуть шток индикатора вверх, установить индикатор над пробиркой (повернуть кронштейн в прорези до упора) и опустить шток в углубление на торце стержня. Кронштейн зафиксировать винтом.

2.7. Заметить положение стрелки на шкале индикатора (для первого опыта стрелку лучше ставить на нулевую отметку поворотом шкалы индикатора).

2.8. Только после этого можно включить питание прибора кнопочным выключателем. При этом должна загореться индикаторная лампа.

При закипании воды в пробирке испытуемый образец принимает температуру, равную температуре кипения воды. Увеличение длины образца определяется по отклонению стрелки индикатора от первоначального положения. Отсчет ведут с точностью до полделения шкалы индикатора, т. е. с точностью до 5 микрон.

2.9. Опыт повторить не менее 3 раз. Полученные результаты записать в таблицу (см. следующую страницу).

2.10. Для продолжения работы и проведения опытов с другими образцами необходимо:

- кнопочным выключателем отключить питание прибора.

- индикатор на поворотном кронштейне отвести в сторону до упора, предварительно оттянув шток индикатора вверх.

- извлечь из прибора нагретую пробирку и поместить ее в штатив.

2.11. Повторить операции пунктов 2.3. - 2.9. для другого образца.

Поскольку дальнейшая работа проводится при нагретом приборе, во избежание заметных искажений в замерах время с момента помещения пробирки в зону нагрева до фиксации первоначального положения стрелки индикатора не должно превышать 40 секунд.

Для проведения повторных опытов необходимо, чтобы стержень остыл. Для этого его вынимают из пробирки и помещают в штатив, а горячую воду из пробирки выливают и также помещают ее в штатив, для остывания. Опыт проводят для второго стержня. После проведения опыта второй стержень также оставляют в штативе для остывания, а опыт проводят с третьим стержнем. Закончив первый опыт с третьим стержнем, проводят второй опыт с первым, остывшим стержнем. Далее с остальными, соблюдая очередность, установленную в первом опыте (стекло ® алюминий ® сталь см. таблицы 10.1, 10,2, 10,3).

3. Определение коэффициента теплового расширения

3.1. По окончании работы с прибором (после снятия показаний по всем образцам) приступают к подсчету численного значения коэффициента линейного расширения (записывая результаты в таблицы 10.1, 10.2, 10.3), который определяется по формуле:

_, 1/ K

где: DL - увеличение длины образца в мм;

L - начальная длина образца в мм (160 мм);

t ₀ - первоначальная температура в пробирке (комнатная);

t ₁ - конечная температура воды в пробирке после нагревания (t = 100°С).

3.2. Вычислить погрешность измерений Da по следующей формуле:

.

3.3. Полученные результаты для каждого стержня представить в виде:

a = ( a _{с р} ± D a ) 1 / К

3.4. Сравнить с табличными значениями и сделать вывод относительно a.

Таблица 10.1 (стекло)

Таблица 10.2 (алюминий)

Таблица 10.3 (сталь)

Табличные значения: a_стекло =8,1×10^-6 K^-1, a_алюм =23,8×10^-6 K^-1, a_сталь =11,7×10^-6 K^-1.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11
ФИЗИЧЕСКИЙ МАЯТНИК

Цель работы:ознакомиться с одним из методов определения ускорения свободного падения.

Оборудование:ЛКМ-2 (физический маятник с отверстиями, пластмассовый фиксатор, измерительная система ИСМ-2).