Эксперимент

Для того чтобы построить диаграмму плавкости металлов и их сплавов, необходимо иметь приборную базу для измерения достаточно высоких температур. Жидкостные термометры для этой цели не годятся. В конкретном эксперименте температура исследуемого вещества (состава вещества) определяется, как отклонение от комнатной температуры, по термо ЭДС медь-константановой термопары. Зная ТЭДС и имея градировочный график к термопаре, находим DТ. Тогда температура сплава будет:

Т = Т_комн.+DТ

Измерение ТЭДС ведется компенсационным методом с помощью потенциометра ПП-63.

Работа с потенциометром постоянного тока пп-63.

Перед началом измерений необходимо подготовить потенциометр ПП-63 к работе. Для этого переключатель "род работы" должен быть установлен в положении "потенц.", переключатель 1 в положении "вкл.", переключатель 3 - в положении "К" (калибровка, или установка рабочего тока).

Рис.5.

Н ормальный элемент и батарея питания находятся внутри потенциометра, и подключены к соответствующим клеммам. Поэтому тумблеры Н.Э. и Г следует выставить в положение “В”.

До начала измерения в режиме калибровки необходимо выставить рабочий ток батареи питания БП. Для этой цели включите гальванометр через кнопку "грубо" и рукоятками "рабочий ток" установите стрелку гальванометра на "0". Если рабочий ток не устанавливается, поменяйте полярность переключателем 2. После того, как удалось поставить стрелку гальванометра на "0" через тумблер "грубо", включите тумблер "точно" и проведите точную установку рабочего тока вышеуказанным способом. Регулировка тока проводится поворотом ручек барабанов: малым - грубая регулировка; большим – тонкая. Потенциометр готов к работе.

Отключите гальванометр. Подключите термопару к клемме "х". Переключатель 3 поставьте в положение "И" (измерение). Включите гальванометр тумблером "грубо". Вращая рукоятки 4 и 5 (mV), подберите напряжение, компенсирующее ЭДС термопары, при этом стрелка гальванометра встанет на "0", затем проведите точную установку напряжения через тумблер "точно". Суммарное значение напряжения, выставленного рукоятками 4 и 5 (в мВ), даст вам значение ЭДС термопары при данной разности двух сваренных (спаянных) узлов термопары.

Приборы и материалы:

1. Образец для исследования: эвтектический сплав или однокомпонентное твердое тело, расположенные в электроплитке специальной конструкции.

2. Термопара, один конец которой вплавлен в исследуемый образец, а второй находится в воздухе.

3. Потенциометр постоянного тока ПП-63.

4. Лабораторный регулятор напряжения РНШ (ЛАТР).

5. Секундомер.

Для эксперимента с целью получения диаграммы плавкости Вам могут быть предложены:

- припой ПОС (сплав Pb-Sn) с содержанием олова (61-62)% и свинца (39-38)%;

- чистый металл (например, олово, имеющее довольно невысокую температуру плавления. ).

Скорость процесса нагревания регулируется РНШ. Для замедления процесса нагревания и плавления установите на РНШ (ЛАТРе) напряжение (170÷180) В. Начало измерений (это и момент пуска секундомера) рекомендуем начинать, когда показания потенциометра будут 6 mB.

Нагревание расплава (жидкая фаза) проведите примерно на (10¸15)^оС выше температуры плавления. Охлаждение закристаллизовавшегося исследуемого материала примерно на такую же разность температур, т. е. (10¸15)^оС, ниже температуры кристаллизации. Результаты фиксируйте через (0,5-1) мин.

*! Если в процессе нагревания показания ПП-63 меняют знак, то это указывает на то, что вначале эксперимента исследуемый материал имел температуру ниже комнатной. Результаты эксперимента и его обработки представьте в таблицах и графиках:

Таблица 1Э.

Температура окружающей среды ТкоС	В момент пуска секундомера	По окончании процесса нагревания	В момент выключения секундомера

Приборная погрешность

Таблица 2Э.

Результаты измерений.

№№ п/п	tмин	ТЭДС mB	(Т – То)оС	ТооС	ТоС
1 . . . n
Охлаждение n+1 n+2 . . . N

1. По данным таблицы 2Э постройте графики зависимостей (Т – Т_о)^оС от t и Т(t), используя один и тот же лист миллиметровой бумаги.

2. Определите Т_пл и Т_кр.

3. По формулам 4 и 4^’ или формулам 5 рассчитайте l_пл, l_кр и .

Таблица сводных данных.

Таблица 3.

Материал исследования	ТплоС	Dtн; с	DТноС	tпл; с	lпл Дж/кг	ТкроС	с		lкр Дж/кг	оС	Дж×К

Примечание: таблицы, графики и подробные расчеты выполняются в тетради конспектов подготовки к работе или вклеиваются в личный именной печатный конспект.

Расчеты и выводы: