Підготовка приладу до вимірювання
I. Градуювати термопару.
1.1 Витягти шток з дилатометра і в порожню комірку помістити гарячий спай еталонної термопари, щоб він дотикався до дна комірки. Другий кінець термопари помістити в додатковий дьюар з льодом. Зачекати 10-12 хв. для встановлення теплової рівноваги дилатометра з навколишнім середовищем. Виводи термопари під’єднати до вольтметра В7-21.
1.2 Побудувати графік залежності ЕРС (мВ) термопари від температури ( 
). По графіку знайти значення 
через кожні 10 
у від’ємній області температур.
1.3 Встановити на ПП-63 ЕРС компенсації. Для цього під’єднати ПП-63 до КСП-4 замість термопари. Потенціометром виставити напругу, при якій показник КСП-4 знаходиться на відстані 6-8 мм від краю стрічки. Від’єднати ПП-63 і під’єднати до вольтметра В7-21. Заміряти напругу і записати.
1.4 Під’єднати ПП-63 у зворотному напрямку в коло термопари і увімкнути його тоді, коли лінія температури на діаграмі дійде до краю стрічки.
1.5 Увімкнути нагрівач і КСП-4 одночасно, перед цим перевіривши полярність вимикача температури. Звіряючи показ вольтметра з табличними даними, відмічати відповідну температуру на діаграмній стрічці.
II. Калібрування дилатометра.
2.1 Виконавши дії з пункту 1.5, встановлюємо відповідність меж певними значеннями температури і відстанню на діаграмі КСП-4 від нульової лінії до точок на температурній кривій, які відображають температуру (за допомогою металевої лінійки).
|
|
|
2.2 Коли здійснено градуювання термопари, поміщаємо у комірку зразок кварцу і вимірюємо його теплове розширення.
Порядок виконання роботи
I. Прогріти прилади 30 хвилин.
1.1 Заправити лід в посудину Дьюара.
1.2 Протерти спиртом комірку, шток, кварц.
| Рис.2. Блок-схема установки для вимірювання КТЛР. |
| Вимірювальна комірка. |
| Термопара |
| Компенсатор |
| КСП-4 |
| Нагрівач |
| Датчик лінійного розширення |
| Підсилювач |
| Програматор нагріву |
| Подільник напруги |
1.3 Встановити реостат у відповідне положення Н або Н2, в залежності від яких температур починається вимірювання.
1.4 Перевірити наявність діаграмної стрічки, при необхідності заправити нову.
ІІ. Помістити в комірку досліджуваний зразок (рис.2). Провести вимірювання його теплового розширення.
2.1 Використовуючи градуювання дилатометра за допомогою кварцу, розрахуємо коефіцієнт теплового лінійного розширення (КТЛР).
Розрахункова частина
В роботі використовуються наступні розрахункові формули:
| (1) |
де: 
− довжина стержня при температурі 
,
− довжина стержня при 
,
− коефіцієнт термічного лінійного розширення,
− температура.
Запишемо відношення довжини від температури 
і 
:
|
|
|
Помножимо чисельник і знаменник на 
:
звідси:
(величинами, що заключають 
або 
, знехтуємо як дуже малими).
або
Якщо зміну довжини при нагріванні на 
позначимо як 
, то
Оскільки в роботі не вимірюється 
і 
, а вимірюється зміна, на яку розширюється стержень, то 
, тоді:
− довжина стержня при температурі ;
− довжина стержня при температурі ;
− довжина стержня при температурі 
;
де: − КТЛР,
− висота зразка,
− різниця температур.
| (2) |
| (3) |
Підставимо (3) в (2) і отримаємо:
| (4) |
де: 
- експериментально визначене за графіком лінійне розширення зразка.
- експериментально визначене лінійне розширення установки разом з кварцом.
Якщо показник мікрометру 3 мкм буде дорівнювати деякому значенню 
на стрічці, то
| (5) |
Для того, щоб виміряти , слід встановити мікрометр на «0» і прописати за допомогою КСП-4 лінію 
. Встановити на мікрометрі показник 3 мкм і ще раз прописати лінію 
. Тоді буде дорівнювати середній відстані між і 
Контрольні запитання
1. Дати означення термічного коефіцієнту лінійного розширення.
2. Поняття теплового розширення полімерів.
3. В яких випадках дилатометр може показати від’ємне значення КТЛР?
|
|
|
4. В яких одиницях вимірюється КТЛР?
5. Яка природа теплового розширення твердих тіл?
Література
1. Ю.К.Годовский Теплофизические методы исследования полимеров. – М.: Химия, 1976. – 216 с.
2. Б.С.Колупаев Физика-химия полимеров. Практикум. – Львов: Вища школа, 1978. – 160 с.
Лабораторна робота №8
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 817; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!