Wyznacznie współczynnika rozszerzalności liniowej - omówienie

Wyznacznie współczynnika rozszerzalności liniowej Temperatura - jest to wielkość skalarna , charakterystyczna dla wszystkich układów termodynamicznych(w stanach równowagi),
Taka że jaj równość jest warunkiem koniecznym i wystarczającym dla istnienia stanu równowagi termicznej miedzy tymi ciałami.
Rozszerzalność termiczna - w ujęciu mikroskopowym jest to powiększanie się odległości między cząsteczkami w sieci krystalicznej na wskutek wzrostu amplitudy drgań przez dostarczenie energii cieplnej do ciała. W ujęciu makroskopowym jest to rozszerzanie się rozmiarów ciała we kierunkach. Czasami interesuje nas tylko rozszerzalność tylko w jednym kierunku np. długości wyznaczamy wtedy współczynnik rozszerzalności liniowej ciała. .
Wyprowadzenia wzorów :
Na współczynnik rozszerzalności liniowej pręta o długości L0, gdy przyrost długości L jest liniową funkcją temperatury.
Niech jednorodny pręt o temperaturze t posiada długość L0 .W innej temperaturze t jego długość wynosi Lt i Lt  L0 .
Przyrost długość :
Z tego mamy
 jest średnim współczynnikiem rozszerzalności liniowej w przedziale temperatur t - t0 = t i określamy wzorem:
Wartość liczbowa współczynnika  określa średni przyrost długości pręta o długość jednostkową , gdy jego temperatura wzrasta o 1. Współczynnik jest dodatni dla ciał w których wraz ze wzrostem temperatury wymiary się zwiększają ,a dla ciał które przy wzroście temperatury kurczą się współczynnik jest ujemny np. diament.
Jeżeli rozszerzalność liniowa ciała nie jest liniową funkcją temperatury. To L można przedstawić w postaci szeregu potęgowego t.
Gdzie stałe   γ wyznaczone są doświadczalnie.
Wtedy wzór na średni współczynnik rozszerzalności liniowej określa się wzorem:
Zadania:
Zmierzyć długość początkową (L0) rurki w temperaturze pokojowej (t0).
Zmierzyć przyrost długości w temperaturze wrzenia wody. Pomiary wykonać dla prętów z różnych materiałów.
Oszacować błędy.
Ad.1.
Pręt miedziany:
L0=0,688 m
t0=24C t=76C
L=8,3510-4m
Rachunek błędów:
b) L0=0,689 m
t0= 25 C
t= 75 C
L= 8,01 10-4 m c) L0=0,688 m
t0= 28 C
t= 72 C
... zobacz całą notatkę