BADANIE ROZSZERZALNOŚCI TEMPERATUROWEJ CIAŁ STAŁYCH

CEL ĆWICZENIA: wyznaczenie współczynnika rozszerzalności cieplnej pręta metalowego i na podstawie wyznaczonej wartości określenie rodzaju materiału, z którego pręt ten został wykonany.

WYKONANIE ĆWICZENIA

  1. długość początkowa l0=167 mm.

  2. Badaną rurkę umieszczono w gorącej wodzie i po odczekaniu ok. 3 minut odczytano temperaturę początkową t0, która wynosiła 86ºC.

  3. Następnie w trakcie spadku temperatury wykonywano pomiary zmian długości pręta Δl.

WYNIKI

W wyniku przeprowadzonych pomiarów uzyskano następujące dane:

t [ºC]

Δl [mm]

86

0

84

0,01

82

0,02

81

0,03

79

0,04

76

0,05

75

0,06

71

0,07

OPRACOWANIE WYNIKÓW

  1. Średnia wartość długości początkowej

l0 = 167 mm

  1. Dla wszystkich temperatur obliczono zmiany temperatury Δt oraz 0x01 graphic

t[ºC]

Δt[ºC]

Δl[mm]

0x01 graphic

86

0

0

0

84

2

0,01

0,0000599

82

4

0,02

0,0001198

81

5

0,03

0,0001796

79

6

0,04

0,0002395

76

9

0,05

0,0002994

75

10

0,06

0,0003593

71

15

0,07

0,0004192

  1. Na podstawie obliczonych wartości wykonano wykres zależności 0x01 graphic
    od Δt oraz metodą regresji liniowej wyznaczono współczynnik nachylenia prostej. Współczynnik ten jest równy współczynnikowi rozszerzalności cieplnej α metalu, z którego wykonano badany pręt.

0x01 graphic

a =3E-0,5=3⋅10-5 0x01 graphic
= 30⋅10-6 0x01 graphic

Na postawie wyliczonego współczynnika i informacji zaczerpniętych z Internetu stwierdzamy że pręt był wykonany z cynku.