123262

Temperaturą topnienia nazywa się temperaturę współistnienia faz stałej i ciekłej. Podczas podgrzewania ciała stałego jego temperatura wzrasta aż rozpocznie się proces topnienia. W czasie dalszego podgrzewania temperanira pozostaje stała aż nastąpi stopienie całego ciała. Przy dalszym podgrzewaniu nastąpi wzrost temperatury cieczy. Przykładową ilustrację przedstawia rysunek 2a. Jeśli temperamnę będziemy określać przez pomiar siły termoelektrycznej w czasie podgrzewania ze stałą mocą. to zależność wskazań woltomierza od czasu będzie podobna do przedstawionej na rysunku 2b. Temperaturze topnienia T₀ odpowiada w takim pomiarze napięcie Uo zachowujące stałą wartość przez pewien czas podgrzewania stopu. Jeśli termopara jest wycechowana, to znając U₀ można wyznaczyć temperaturę topnienia badanego ciała.

II. Wykonanie pomiarów

1.    Termopara jest podobną do przedstawionej na rysunku 1. Jedno spojenie termopary znajduje się w naczyniu

z grzałką wypełnionym wodą. Dnigie spojenie teimopary znajduje się w naczyniu Dewara z wodą. Po dołączeniu woltomierza do termopary i wybraniu odpowiedniego zakresu pomiarowego (0-10 mV) należy mierzyć zależność pomiędzy siłą tennoelektiyczną termopary a temperaturą podgrzewanej wody. Pomiary należy przeprowadzić przy zmianie temperatury wody o kilka stopni.

2.    Termopara do pomiaru temperatury topniema stopu Wooda jest identyczna z badaną w poprzednim punkcie.

Należy połączyć ją z woltomierzem i prowadzić podgrzewanie stopu. Pomiar siły termoelektrycznej należy prowadzić w równych odstępach czasu (10 s lub 20 s). Pomiar należy prowadzić tak długo, aż cały stop stopi się i jego temperanira zacznie po stopieniu wzrastać.

III. Opracowanie wyników

3.

4.

3.

4.

5.

Sporządzić wykres zależności siły termoelektrycznej od temperatury podgrzewanej wody. Obliczyć współczynniki zależności liniowej pomiędzy temperaturą wody a siłą termoelektryczną:

T = aU+b

Obliczyć odchylenia standardowe współczynników a i b.

Sporządzić wykres zależności pomiędzy siłą termoelektiyczną teimopary mierzącej temperaturę stopu Wooda a czasem podgrzewania stopu.

Z wykresu należy odczytać wartość stałego napięcia Uo zmierzonego w czasie topnienia stopu i przy pomocy wzoru (2) obliczyć temperaturę topnienia stopu Wooda. W ćwiczeniu proces podgrzewania prowadzi się szybkow (w warunkach nierównowagowych), więc w czasie topnienia stopu temperatura mierzona punktowo (w położeniu styku termopary) ulega powolnej zmianie. Wynikiem zbyt szybkiego podgrzewania może być zależność SEM od

czasu podobna do przedstawionej na rysunku 3. Wówczas za można przyjąć ^ a ⁺ ^    2 natomiast

(U„-Uj/2

można uznać za niepewność pomiaru

Rys.3. Zależność U(t) z przejaskrawionym wpływem braku równowagi

6. Oszacować odchylenie standardów (niepewność) pomiaru temperatury topnienia. Można wykorzystać relację:

u(T) = V(lVu(a))Mau(U₀))^!+kf>)]²

IV. Pytania kontrolne

1.    Co to jest siła termoelektryczna ?

2.    Dlaczego siła termoelektryczna jest zerowa przy równej temperaturze złącz termopary ?

3.    Na czym polega zjawisko Seebecka ?

4.    Do czego można zastosować zjawisko Seebecka ?

5.    Co to jest temperatura topnienia ?