2. Порядок выполнения работы

1. Выписать данные установки.

2. Включить стенд (рубильник на установке). При этом проверить, выключен ли тумблер электрической печи.

3. Включить цифровой милливольтметр 5. Проверить его показания при выключенном нагревателе печи (на табло должны быть высвечены нули). Если его показания не равны нулю, подождать, пока сплав в ампуле охладится до комнатной температуры.

4. Включить тумблер 9 электрической печи. Проследить в течение 10–15 мин. за тем, чтобы сплав, находящийся в ампуле, расплавился. Процесс плавления происходит при постоянной температуре Т_к, при этом показания милливольтметра не изменяются по величине. Конец плавления определяется после того, как показания милливольтметра начинают расти. Это значит, что температура расплавленного сплава начинает возрастать.

5. Через 1 мин после конца плавления сплава отключить электрический нагреватель – тумблер 9 (показания милливольтметра не должны превышать 15 мВ, что соответствует температуре плавления термопары, нагрев выше указанной температуры недопустим!)

6. Отвернуть винт 8 ползунка 7 и поднять ампулу со сплавом 2 из печи 1. Зафиксировать положение ампулы тем же винтом.

7. Включить секундомер и через каждые 15 с снимать показания милливольтметра, фиксирующего разность температур сплава и окружающей среды. Измерения продолжить в течение 10 мин. Данные занести в табл. 1.

Зависимость  = f() изображена на рис. 2.

I - область полного расплава

II - область кристаллизации

III - область охлаждения твердого тела

Рис. 2

 = ₂ – ₁ – время кристаллизации.

8. Получив 40–50 экспериментальных точек, выключить вольтметр.

3. Обработка результатов измерений

Данные установки и таблицы результатов измерений:

Масса сплава М_с = ...

Масса ампулы М_а =...

Теплоемкость сплава С_с=...

Теплоемкость материала ампулы С_а=...

Температура окружающей среды t=..., °C.

ТермоЭДС _с, соответствующая температуре окружающей среды Т_с, берется из приложения 4.

Таблица 1

№ п/п	 ,с	, мВ	t, 0C	Т, К	(Т–Тс) = , К	ln 
1 2 3 . . .

1. Величину _к и S₂ – S₁ при кристаллизации сплава можно определить графической обработкой экспериментальных данных.

Математическая обработка данных

Согласно принятой модели, процесс охлаждения твердого сплава от точки полной кристаллизации описывается уравнением (6), решение которого есть

, (10)

где  = T– T_c; _к = T_к – T_c; .

Дифференцируя (10) по  и подставляя значение =₂ (₂ – время конца кристаллизации), получим

. (11)

Коэффициент m называется темпом охлаждения; характеризует относительную скорость изменения температуры в теле. Темп охлаждения можно определить из линейной зависимости, полученной логарифмированием функции (10):

ln  = ln _к – m (  ₂) . (12)

Для этого строится график зависимости ln  = f(₂) и по наклону графика определяется m (см. раздел «Графическая обработка результатов»).

Из (7), (10), (12) следует

, (13)

. (14)