2. Схема экспериментальной установки
На рис. 7.2 изображена принципиальная схема установки. В плавильную печь 1 с помощью подъемного устройства 2 опускается ампула с оловом 3, в которой размещена хромель-копелевая термопара 4, соединенная с первым каналом измерителя температуры 5 (ТРМ200). По окончании плавления всей массы олова ампула поднимается из печи, при этом подъемное устройство стопорится винтом 7. Термопара 6, измеряющая температуру воздуха вблизи поднятой из печи ампулы, соединена со вторым каналом измерителя температуры. Для ускорения охлаждения ампулы используется вентилятор 8.
На рис. 7.1 изображена передняя панель установки, на которой размещены: подъемное устройство 7, регулятор температуры 10, измеритель температуры 5, тумблер 15 включения измерителя температуры, тумблер 11 «СЕТЬ», тумблер включения вентилятора 9, тумблер включения питания электропечи 13.
3. Порядок проведения эксперимента
С помощью подъемного устройства 7 опустить ампулу с оловом 3 в электрическую печь 1.
Включить питание установки тумблером 11.
Включить питание печи тумблером 13. Включить регулятор температуры. Ручку регулятора температуры повернуть по часовой стрелке на половину оборота.
Тумблером 15 включить измеритель температуры.
При достижении температуры ампулы 240-250 ОС поднять ампулу из печи и зафиксировать ее крепежным винтом подъемного устройства.
Выключить питание печи.
Для увеличения темпа остывания образца включить вентилятор.
Включить секундомер и произвести измерения температуры олова при его охлаждении до t = 100 ОС через равные промежутки времени (10 сек.).
Выключить приборы и установку.
Построить график
.Определить по графику время кристаллизации (горизонтальный участок).
Определить по графику температуру кристаллизации (горизонтальный участок).
Определить по графику темп охлаждения (находится как модуль тангенса угла наклона прямой на участке охлаждения после кристаллизации).
По уравнениям (7.14) и (7.15) произвести необходимые вычисления.
Сделать вывод.
Рис. 7.1 Рис. 7.2
4. Исходные данные для расчетов
Масса олова |
М0=0.1 кг |
Масса ампулы |
Ма=0.08 кг |
Удельная теплоемкость олова |
с0=230 |
Удельная теплоемкость ампулы |
Са=380 |
Таблица результатов измерений и расчетов
№ п.п. |
|
Т, 0С |
Тср, 0С |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
|
,
с
5. Контрольные вопросы:
1. Понятие фазы.
2. Фазовые переходы.
3. Признаки фазового перехода первого рода.
4. Примеры фазового перехода первого рода
5. Признаки фазового перехода второго рода.
6. Примеры фазового перехода второго рода
7. Удельная теплота кристаллизации.
8. Понятие энтропии, изменение энтропии в различных процессах.
9. Темп охлаждения.
Лабораторная работа № 8