Maciej Kosal Wałbrzych, 25.04.2013r
Nr indeksu: 202995 Rok akademicki 2012/13
Politechnika Wrocławska
ZZOD Wałbrzych
Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
Sprawozdanie nr 2
Wyznaczanie współczynnika rozszerzalności liniowej metalu
Rozszerzalność cieplna (rozszerzalność termiczna) to właściwość fizyczna ciał polegająca na zwiększaniu się ich długości (rozszerzalność liniowa) lub (rozszerzalność objętościowa) w miarę wzrostu .
Rozszerzalność liniową można w przybliżeniu opisać wzorem:
x=x0∙1+α∙∆T
gdzie:
x-długość próbki po zmianie temperatury
x0-długość początkowa próbki
α-współczynnik rozszerzalności liniowej
∆T-przyrost temperatury
Współczynnik rozszerzalności oznacza o ile zwiększa się długość jednostki długości po ogrzaniu o jednostkę temperatury (1°). Wyraża się wzorem:
α=x-x0x0∙∆T=∆xx0∙∆T=x0-xl0∙1T-T0 ∝=fx0,x,l0,T,T0
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika rozszerzalności liniowej dla badanej próbki, którą stanowi metalowy drut. Przebieg doświadczenia polega na ogrzewaniu badanego materiału za pomocą przepływającego przez drut prądu elektrycznego oraz na pomiarze zmian długości próbki w zależności od temperatury. Pomiarów temperatury dokonano za pomocą termometru elektronicznego. Natomiast wydłużenie drutu można zmierzyć za pomocą śruby mikrometrycznej, w której zastosowano odpowiednią przekładnie mechaniczną.
RACHUNEK NIEPEWNOŚCI POMIAROWYCH
Niepewność statystyczna (typu A):
uA=ODCHYLENIE STAND.n
Niepewności typu B (niedokładność pomiaru przyrządem):
Długości początkowej:
∂α∂x0 ∙uBx0=α1(x-x0)∙∆x03
Długości w odstępach czasu:
∂α∂x ∙uBx=-α1(x-x0)∙∆x3
Długości początkowej:
∂α∂l0 ∙uBl0=-α∆l0l03
Temperatury początkowej:
∂α∂T0 ∙uBT0=-α1(T-T0)∙∆T03
Temperatur w odstępach czasu:
∂α∂T ∙uBT=α1(T-T0)∙∆T3
Niepewność rozszerzona (typu C) pomiarów pośrednich: uc(α):
uC(α)=∂α∂x0 ∙uB(x0)2+∂α∂x ∙uB(x)2+∂α∂l0 ∙uB(l0)2+∂α∂T0 ∙uB(T0)2+∂α∂T ∙uB(T)2