1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie układu równowagi dwóch metali np.: cyna i ołowiu na podstawie pomiaru temperatury punktów krytycznych. Zakres badań obejmuje:

• zapoznanie się z aparaturą służącą do analizy cieplnej

• sporządzenie krzywych chłodzenia określonych stopów

• analizę wyników

2. Metodyka badań

Opis stanowiska badawczego

• trzy tygle z jednakową masą stopu cynku i ołowiu zawierające odpowiednio : 100% Pb, 60% Pb-30% Sn i 38% Pb-62% Sn

• termopary mierzące temperaturą stopniowych stopów, których zimne końce umieszczone są w termosach,

• miliwoltomierz.

Przebieg i realizacja eksperymentu

• Sprawdzić sprawność połączeń aparatury pomiarowej

• Wstawić do pieca odpowiednio oznaczone tygle z naważką metalu i stopów

• Po roztopieniu stopów wyciągnąć tygle z pieca, włożyć termopary i przeprowadzić pomiar temperatury co 30 s, aż do ochłodzenia metalu poniżej temperatury 150⁰C

• Na podstawie przeprowadzonych pomiarów wykonać dla każdego tygla ze stopem krzywą chłodzenia we współrzędnych temperatura-czas, odczytać temperaturę załamań i przystanków oraz wyznaczyć rzeczywiste długości przystanków eutektycznych

• Otrzymane wyniki porównać z teoretycznym wykresem równowagi cyna-ołów

3. Prezentacja i analiza wyników badań

Całość eksperymentu obarczona jest wieloma błędami uniemożliwiającymi otrzymanie poprawnych wyników. Zaliczamy do nich błędy w przebiegu doświadczenia jak i błędy aparatury. Do błędów aparatury zaliczamy niedokładności w pomiarze temperatury za pomocą termopary, która ze względów na ochronę przed zniszczeniem, umieszczana jest w metalowej rurce, a co może przekłamać realną temperaturę stopu. Samo działanie termopary też nie gwarantuje dokładnych wyników, gdyż jej zimny koniec powinien być trzymany w stałej temperaturze, co w warunkach jakich my przeprowadzamy eksperyment jest niemożliwe. Także sam odczyt jest obarczony pewną niedokładnością, gdyż był dokonywany za pomocą zwykłego zegarka.

Trzy krzywe chłodzenia dla temperatury i czasu.