Розширення рідини, прилади своїми руками

Саморобні фізичні прилади для школи

Прилади для демонстрації теплового розширення рідини

Беруться дві колби однакового обсягу, ємністю по 250-500 см3, і гумові пробки, щільно закривають горлечка колб. Крізь кожну пробку потрібно пропустити скляну трубку з внутрішнім діаметром в 4-5 мм і довжиною не менше 40 см.
До самого верху в одну колбу наливається підфарбована вода, а в іншу - підфарбований спирт або денатурат; причому спирт і вода повинні мати різні кольори, щоб при проведенні досвіду можна було спостерігати за тепловим розширенням рідин.
При закриванні колби корком надлишок рідини частково виллється через краї горлечка, а частково підніметься по скляній трубці, яка не повинна видаватися з пробки всередину колби. Треба домогтися, щоб рівень рідини в обох трубках був на одній висоті.
На кожну скляну трубку надаватися невелике гумове кільце. Рівень рідини в трубці повинен бути трохи вище (на 2-3 мм) гумового кільця. Одну з колб треба поставити в посудину з гарячою водою. У початковий момент рівень рідини в трубці опуститься (це легко помітити, так як рідина виявиться нижче гумового кільця).

Розширення рідини, прилади своїми руками

Чому це відбувається?
Зниження рівня рідини пояснюється тим, що стінки колби від нагрівання відразу розширюються і обсяг колби збільшується, а рідина так швидко не встигає прогрітися; тому рівень її в трубці через швидке збільшення обсягу колби спочатку кілька знижується. Потім рідину в колбі прогрівається, і рівень її в трубці швидко зростає. Це показує, що рідина розширюється більше, ніж тверде тіло (скло). Якщо ж опустити в посудину з гарячою водою обидві колби, то через деякий час рівень спирту стане більшим, ніж рівень води в другій колбі.

Розширення рідини, прилад для спостереження

Отже, при однаковій нагріванні до однієї і тієї ж температури, деякі рідини розширюються більше, інші менше. Різні рідини мають різні коефіцієнти об'ємного розширення.
Потрібно відшукати залізну трубу діаметром в 5-6 см, висотою в 20-25 см і в бічній поверхні її зробити два круглих отвори, одне біля верхнього краю, а друге - можливо ближче до основи труби. Отвори закриваються пробками, і крізь них пропускаються термометри. Пробки повинні закривати отвори дуже щільно, щоб вода не просочувалася з труби. Вийнявши пробки, потрібно насадити на трубу залізну банку, наприклад з-під консервів, і припаяти її до середини труби, а в дні банки вибити цвяхом або просвердлити отвори, щоб вийшло щось на зразок грубого решета.
Закривши бічні отвори пробками, слід наповнити трубу водою кімнатної температури, а в консервну банку покласти шматочки льоду.
У перший момент термометри покажуть однакову темпі- ратуру. Потім нижній термометр почне показувати нижчу температуру, ніж верхній. Але так буде тривати тільки до тих пір, поки температура води не досягне + 4 ° С. Починаючи з цього моменту верхній термометр буде показувати температуру нижче + 4 ° С, а показання нижнього залишаться на "4 ° С.
Це говорить про те, що вода при температурі + 4 ° С має найбільшу щільність.

Схожі статті