Описание экспериментальной установки. Измерительная установка изображена на рис.4.2, где 1 ‑ клеммы, к которым присоединяется гальванометр
Измерительная установка изображена на рис.4.2, где 1 ‑ клеммы, к которым присоединяется гальванометр, 2 ‑ перекладина, на которой укреплена термопара, 3 ‑ зажим перекладины (может быть установлен на любой высоте стойки 4 установки). Для измерения температур спаев служат термометры 5, спаи термопары, и термометры помещены в пробирки 6. Пробирки, в свою очередь, опускаются в калориметры 7, наполненные водой при комнатной температуре. В процессе работы температура одного спая остается постоянной, а другого ‑ изменяется с помощью подогрева воды на электроплитке 8.
Рис.2.2. Измерительная установка для определения термо-ЭДС
Порядок выполнения работы
Задание 1. Градуировка термопары
Заполните оба калориметра водой комнатной температуры и отметьте по термометрам начальную температуру t0 обоих спаев, а также положение «зайчика» гальванометра a0 (при равенстве температур обоих спаев установите «зайчик» гальванометра на нуль ручкой на правой стороне корпуса прибора). Включите электроплитку и через каждые 5° записывайте показания гальванометра at. Вычислите an= at‑a0. Температуру воды доведите до кипения. По полученным данным определите g по формуле (2) для каждого значения an и затем найдите gср. Результаты измерений и расчетов занесите в таблицу 1. По данным измерений постройте график ‑ градуировочную кривую, откладывая по оси абцисс значения (tn ‑ t0) , по оси ординат ‑ an.
|
|
Таблица 1
№ | t0 | a0 | tn | an | g | gср |
Ед. изм. | ||||||
1. | ||||||
2. | ||||||
… | ||||||
12. |
Задание 2. Определение величину удельной термо-ЭДС термопары
Величина удельной термо-ЭДС определяется следующим образом: обозначим через R0 неизвестное сопротивление цепи, состоящей из термопары, гальванометра и соединительных проводов, через i ‑ цену деления гальванометра и через a1 ‑ показание гальванометра, соответствующее какой-либо определенной разности температур. Тогда термо-ЭДС e, возникающая в термопаре, будет равна:
e = ia1R0. (3)
Если при этой же температуре ввести в цепь термопары последовательно с гальванометром известное добавочное сопротивление R, то показание гальванометра изменится и станет равным a2. Тогда термо-ЭДС будет равна:
e = ia2(R0 + R). (4)
Исключая из равенств (3) и (4) неизвестное сопротивление R0, получим:
e = ia2(R0 + R)= ia1a2R/(a1 ‑ a2). (5)
|
|
Из формулы (1) имеем: с = e/(tn ‑ t0).
Следовательно, окончательно получаем:
(6)
Нагрейте воду в сосуде до кипения, отметьте показания гальванометра a1. Затем последовательно с гальванометром включите сопротивление R (например, увеличьте сопротивление моста на 10 Ом) и отсчитайте новое показание гальванометра a2. По формуле (6) найдите значение с. Опыт проведите не менее трех раз при различных сопротивлениях. Результаты опыта занесите в таблицу 2.
Таблица 2
i= ; t0= | |||||||
№ | tn | a1 | a2 | R | c | cср | Dсср |
Ед. изм. | |||||||
1. | |||||||
2. | |||||||
3. |
Контрольные вопросы
1. Какими причинами обусловлена контактная разность потенциалов?
2. В чем состоит явление Зеебека, Пельтье, Томсона?
3. В чем заключается явление термоэлектричества и от чего зависит термо- ЭДС?
4. Что такое термопара? Что значит проградуировать термопару?
5. Сформулируйте законы Вольта.
6. Выведите формулу для расчета удельной термо-ЭДС. Из каких металлов изготовлена исследуемая термопара?
|
|
9. Применение термоэлектрических эффектов.
Удельные термо-ЭДС некоторых термопар
1. Платина + (платина и 10% родия) с = 0,64×10‑5 В/K
2. Железо-константан (60%/40%) с = 5,2×10‑5 В/K
3. Железо-медь с = 0,86×10‑5 В/K
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 699; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!