Лабораторная работа «Тепловое расширение твёрдых тел». Определить коэффициент линейного расширения стержня и оценить погрешность эксперимента. Ход работы: 1) Поместить пробирку со стержнем в нагревательный пр[текст обрезан]. 2) Установить показания индикатора на 0. 3) Довести воду в пробирке до кипения. 4) Снять показания индикатора и записать удлинение стержня в таблицу. 5) Определить коэффициент линейного расширения твёрдого тела по экспериментальным данным по формуле 1: α = Δl/[l₀(T − T₀)]. 6) По результатам измерений оценить погрешность эксперимента: ε = |α − αₜ|/αₜ. Таблица: первоначальная длина стержня l₀, м; первоначальная температура T₀, K; конечная температура T, K; удлинение стержня Δl, м; коэффициент линейного расширения α, K⁻¹; табличное значение αₜ = 1,2×10⁻⁵ K⁻¹; ε, %.

Фактические измерения на изображении не приведены, поэтому ниже дан условный образец расчёта. Для отчёта замените выбранные значения своими измерениями.

1. Измерим начальную длину стержня: l₀ = 0,500 м. Условно примем начальную температуру воды T₀ = 293 K, а температуру кипения T = 373 K.

2. После нагревания условно получим удлинение стержня Δl = 0,00050 м. Изменение температуры: \(\Delta T = T - T_0 = 373 - 293 = 80\) K.

3. Подставим значения в формулу линейного расширения: \(\alpha = \frac{\Delta l}{l_0\Delta T} = \frac{0.00050}{0.500\cdot80} = 1.25\times10^{-5}\) K⁻¹.

4. Сравним экспериментальное значение с табличным \(\alpha_t = 1.2\times10^{-5}\) K⁻¹ и найдём относительную погрешность в процентах: \(\varepsilon = \frac{|\alpha-\alpha_t|}{\alpha_t}\cdot100\% = \frac{|1.25-1.20|}{1.20}\cdot100\% \approx 4.17\%\).

Вывод: в условном примере коэффициент линейного расширения стержня равен 1,25×10⁻⁵ K⁻¹; относительная погрешность измерения составляет около 4,17%.