[مهندسی / فیزیک 1 / ضریب انبساط خطی]

ضریب انبساط خطی

عنوان آزمایش :
ضریب انبساط خطی

هدف آزمایش :
اندازه گیری ضریب انبساط خطی


وسایل مورد نیاز :
دستگاه انبساط خطی
مخزن تهیه بخار آب (بالن)
میله های استوانه ای از جنس های آهن و برنج
لوله پلاستیکی برای انتقال بخار
منبع حرارتی heater


تئوری آزمایش :
با تغییر دما اجسام تغییر شکل می دهند با شرط این که فشار خارجی وارد بر اجسام ثابت باشد , مگر در چند مورد که افزایش دما باعث کاهش حجم می شود مانند آب در دمای پایین تر از c°4 , انبساط اجسام در اثر ازدیاد دما در گازها بیشتر از مایعات و در مایعات بیشتر از جامدات است .
طبق نظریه انرژی جنبشی مولکولی اجسام , با افزایش دما انرژی مولکول ها افزایش می یابد و مولکول ها یی که در اثر افزایش دما انرژی جنبشی بیشتری کسب کرده اند با سرعت بیشتری به حرکت در می آیند و هم زمان در برخورد با مولکول های هم جوار , تبادل انرژی نیز می کنند . با ادامه این فعل و انفعالات فاصله متوسط مولکولی بیشتر شده در نتیجه سبب افزایش حجمی یا سطحی و یا طولی اجسام می گردد.
اگر در دمای q° طول میله L° بوده و در دمای q طول آن L گردد می توان نوشت :
L - L° µ q - q°
ازدیاد طول متناسب است با طول اولیه یعنی :

L - L° µ L° L - L° µ L°( q - q°)

نسبتL D = L - L° را بر L° Dq= L°( q - q°) مقدار ثابتی است که آن را با l نشان داده و واحد آن 1/c° میباشد.

L = L° (1 + l Dq ) l = DL / L° Dq

شرح آزمایش :
مقداری آب را در داخل بالن می ریزیم و هیتر را روشن می کنیم و بالن را روی هیتر می گذاریم و سپس یکی از دو میله ی آهنی و برنجی را برداشته واز دو یاتاقان ثابت و متحرک دستگاه عبور داده و پیچ آن را محکم می کنیم , یاتاقان متحرک را طوری تنظیم می کنیم که سمباده زیر آن روی محور قابل دوران قرار گیرد , طول اولیه میله را توسط متر اندازه می گیریم (L°) و دمای اولیه را دمای اتاق (c°24q° =) , سپس ساعت اندیکا تور در انتهای فلزی را صفر می کنیم و لوله پلاستیکی را که رابط بخار آب و میله مورد نظر می باشد را وصل نموده و صبر می کنیم تا دمای میله به دمای بخار آب (c° 96q = ) برسد در این حال مقدار جابه جایی عقربه ساعت اندیکاتور را قراعت کرده و مقدار DL را بدست می آوریم و سپس به وسیله رابطه l = DL / L° Dq مقدار ضریب انبساط خطی میله مورد نظر را بدست می آوریم , و همین مراحل را برای میله ی بعدی انجام می دهیم.

با تشکر مهران...