2.3. Порядок выполнения работы

В качестве нагревателя спая термопары используется сосуд с водой, которая нагревается на электрической плитке.

1. Включить нагреватель, установить термометр для измерения температуры «горячего» спая, измерить термо – ЭДС при начальной температуре нагреваемого спая термопары;

2. Повышая температуру, измерять термо – ЭДС через каждые 5 градусов при повышении температуры до 70 – 80⁰С;

3. Результаты измерений занести в таблицу 1;

4. Выключить нагреватель и измерить термо – ЭДС при охлаждении спая термопары также через каждые 5 градусов;

5. Результаты измерений занести в таблицу 1;

6. Построить график зависимости термо – ЭДС от разности температур горячего спая и холодных концов термопары при нагревании и охлаждении;

7. В соответствии с формулой (20) по графику определить удельную термо – ЭДС термопары;

8. По найденному значению удельной термо – ЭДС в соответствии с формулой (19) определить отношение концентраций электронов в металлах, образующих термопару.

Таблица 1

№ п/п	Нагревание			Охлаждение
	Температура холодного спая, t1	Температура горячего спая, t2	ЭДС, мВ	Температура холодного спая, t1	Температура горячего спая, t2	ЭДС, мВ
1
2
3
4

3. Техника безопасности

1. Включение цепи в электрическую сеть производить только после проверки схемы преподавателем или лаборантом.

2. В процессе работы не касаться токоведущих частей установки.

3. Следить за тем, чтобы не выливалась жидкость из сосуда, в который помещен спай термопары.

4. Не трогать руками горячий сосуд.

5. По окончании работы отключить нагреватель от электрической сети и вынуть из сосуда с жидкостью термопару.

6. Переключатель «ПИТАНИЕ» потенциометра поставить в положение «ВЫКЛ».

4. Контрольные вопросы

1. Какие частицы являются носителями электрического тока в металлах?

2. Какова концентрация свободных электронов в металлах, по сравнению с концентрацией молекул в газах при нормальных условиях?

3. Как возникает электронный слой у поверхности металла?

4. Что называется работой выхода электрона из металла?

5. Что называется контактной разностью потенциалов между металлом и вакуумом?

6. Опишите распределение свободных электронов по энергиям внутри металла.

7. Объясните график зависимости энергии свободных электронов в металле.

8. Что называется уровнем Ферми?

9. Как энергия уровня Ферми зависит от концентрации свободных электронов?

10. Объясните, как возникает внешняя контактная разность потенциалов?

11. Чему равна внешняя контактная разность потенциалов?

12. Объясните, как возникает внутренняя контактная разность потенциалов.

13. Чему равна внутренняя контактная разность потенциалов?

14. Как внутренняя контактная разность потенциалов зависит от концентраций свободных электронов в металлах?

15. Как определяется полная контактная разность потенциалов, возникающая при контакте различных металлов?

16. В каких случаях при контакте веществ может возникнуть контактная разность потенциалов?

17. Доказать, что контактная разность потенциалов двух металлов не зависит от наличия между ними третьего металла.

18. Докажите, что в замкнутой цепи контактирующих металлов при одинаковой температуре контактов контактная разность потенциалов равна нулю.

19. Выведите формулу контактной разности потенциалов в замкнутой цепи, если различные контакты имеют различную температуру.

20. Что называется термо – ЭДС? Что называется термотоком?

21. Что называется явлением Зеебека и где оно используется?

22. Опишите устройство и принцип действия термопары.

23. Выведите формулу зависимости термо – ЭДС термопары от разности температур ее концов.

24. Что называется коэффициентом термо – ЭДС или удельной термо – ЭДС?

25. От чего зависит удельная термо – ЭДС?

26. В каких единицах измеряется удельная термо – ЭДС?

27. Объясните принцип работы потенциометра.

28. Объясните график зависимости термо – ЭДС от разности температур концов термопары.

29. Объясните, как с помощью графика зависимости термо – ЭДС от разности температур концов термопары можно вычислить удельную термо – ЭДС.

30. Объясните, как по найденному значению удельной термо – ЭДС можно определить отношение концентраций электронов в металлах, из которых изготовлена термопара.

31. Объяснить, как с помощью термопары можно измерять температуру.