Молекулярная физика и термодинамика. Рудин А.В - 26 стр.

                                                 26


                                V0 = l 01 ⋅ l 02 ⋅ l 03 .                (10)

    При нагревании до температуры t длины ребер примут значения

              l 1 = l 01 (1 + α 1 t ), l 2 = l 02 (1 + α 2 t ), l 3 = l 03 (1 + α 3 t ).

    Новый объем параллелепипеда будет равен

                   V = V0 (1 + α 1t ) ⋅ (1 + α 2 t ) ⋅ (1 + α 3 t ).                 (11)

   Произведя перемножения и пренебрегая всеми                            членами,          содержащими
произведения величин α 1 , α 2 , α3 , получим приближенно

                            V = V0 [1 + (α 1 + α 2 + α 3 ) t ].              (12)
    С другой стороны:
                                V = V0 (1 + βt ).                        (13)

    Из сравнения двух последних формул получим:

                                β = α1 + α 2 + α 3 .                     (14)

    Таким образом, коэффициент объемного расширения кристалла равен сумме его
главных коэффициентов линейного расширения. Для изотропного тела α1 = α2 = α3 = α и мы
снова получаем из (14) уже выведенное ранее соотношение.

                                              β= 3⋅α.

   Как видно из соотношения (7), для определения коэффициента линейного
расширения α необходимо измерить длину тела при двух различных температурах.


                          Описание измерительной установки.

    Принципиальная схема установки показана на рис.2. Основным элементом
установки является электрическая печь косвенного нагрева цилиндрической формы.
Электрическая печь состоит из кварцевой трубки 1 (см.рис.2) на которую равномерно
намотана электрическая спираль нагревателя 5. Исследуемый образец 2 выполнен в
виде полой цилиндрической трубки диаметром 8 мм и длиной 350 мм, который
помещается внутри кварцевого нагревателя 1. С обоих концов исследуемый образец 1
поджимается буферными кварцевыми трубками 3. Контроль и измерение температуры
исследуемого образца осуществляется с помощью термопарного датчика 4, который
вводится непосредственно во внутреннюю полость последнего. Этот же термопарный
датчик 4 служит для контроля равномерности прогрева образца. Электрический
нагреватель 5 помещается в теплоизолирующий кожух 6, который с помощью опорных
стоек 7 неподвижно закрепляется на опорной плите 8. Буферные трубки 3 с одной
стороны упираются в ось микрометрического индикатора 9, а с другой – в
регулировочный винт 11. Индикатор перемещений 9 и регулировочный винт 11 жестко
закреплены к опорной плите 8 с помощью опорных стоек 10 и 12.