VI. Порядок виконання роботи

Завдання 1. Градуювання термопари і вимірювання температури

плавлення металів і сплавів.

1. Помістити один кінець (спай) термопари в танучий лід, а інший - в тигель з 40-50 грамами чистого індію. За допомогою електроплитки розплавити його, потім відключити електроплитку від джерела і зафіксувати показ мілівольтметра при кристалізації індію.

2. Замість індію в тигель покласти олово, а потім вісмут і на кінець цинк. Зафіксувати покази мілівольтметра при кристалізації цих речовин.

3. За відомими напругою, опором термопари і внутрішнім опором мілівольтметра по формулі (10.17) визначити значення термо-е.р.с.

4. Знаючи температури плавлення реперних речовин (див. табл.10.1) і відповідні їм значення термо-е.р.с., побудувати графік, відкладаючи по одній осі значення термо-е.р.с., а по другій температуру.

5. Покласти в тигель почергово метали або сплави, температура плавлення яких невідома. Використовуючи отримані покази гальванометра і графік градуювання термопари, визначити їх температури плавлення.

6. Використовуючи ЕОМ, зробити інтерполяцію даних і оцінити функціональний вид експериментальної залежності V_T від Т. Згідно формули (10.16) для чистих металів графік залежності термо-е.р.с. V_T від температури Т другого спаю визначається функцією

(10.19)

де (273 – температура першого спаю термопари в кельвінах, яка не змінюється під час досліду). Якщо енергію рівня Фермі металів термопари підставляти в електрон-вольтах, а термо-е.р.с. вимірювати в мілівольтах, то

.

Перевірку експериментальних даних на наявність квадратичної залежності можливо зробити також графічним методом шляхом лінеаризації графіка. Для цього побудуйте графік в координатах: , . Як слідує з формули (19), це має бути пряма лінія з коефіцієнтом нахилу .

Таблиця 10.1. Температури плавлення і кипіння деяких речовин

Речовина	Температура фазового переходу оС	Питома схована теплота фазового переходу L, кДж/кг	Характер переходу
Водень	-259,2	58,6	пл
Водень	-253		кип
Азот	-196		кип
Кисень	-183		кип
Ртуть	-38,87	11,8	пл
Речовина	Температура фазового переходу оС	Питома схована теплота фазового переходу L, кДж/кг	Характер переходу
Лід	0	333,7	пл
Бензол	5,53	128,1	пл
Гліцерин	18,4	201,1	пл
Спирт	78	850	кип
Вода	100	2250	кип
Олово	232	59
Свинець	327	25
Ртуть	357	290	кип
Цинк	419,5	111	пл
Алюміній	660,1	397,1
Срібло	960,8	104,5	пл
Золото	1063	65,7	пл
Мідь	1083	205
Сталь	1400	82
Чисте залізо	1535	277,1	пл

Завдання 2. Перевірка градуювання термометра.

1. Помістити досліджуваний термометр в посудину з танучим льодом так, щоб стовпчик ртуті термометра повністю знаходився в суміші.

2. Через 3-5 хвилин відрахувати покази термометра з точністю до 0,1 ^оС. Це і буде значення “нульової” точки термометра.

3. Для визначення проміжних точок між 0 ^оС і точкою кипіння води, в калориметр з дистильованою водою помістити еталонний і досліджуваний термометри.

4. Включити електроплитку. Коли температура дистильованої води в калориметрі почне збільшуватись, перемішуючи воду записувати одночасно покази еталонного і досліджуваного термометрів через кожні 5-10 ^оС (до температури кипіння води). При цьому обидва термометри потрібно поступово опускати так, щоб їх ртутні стовпчики майже повністю були занурені у воду.

5. За допомогою барометра визначити величину атмосферного тиску і за формулою залежності температури кипіння води від значення атмосферного тиску

обчислити температуру кипіння води (значення Н беруться у мм рт.ст).

6. Визначити поправку до показів досліджуваного термометра при різних температурах і побудувати графік залежності поправок показів термометра від величини вимірюваної температури.