ВУЗ:
Рубрика:
спирали от рекомбинации на ней атомов и выразить через концентрацию атомов
водорода.
Калибровка моста производится путем изменения величины магазина
сопротивлений на , которому ставится в соответствие отклонение
на шкале самописца
м
R
ОмR 1.001.0~ ÷Δ
W
Δ
. Из мостовой схемы (рис. 1) следует
R
R
v
v
2
0
Δ
=
Δ
(3.1),
где - половина приложенного к мосту напряжения,
0
v
м
RR
=
- сопротивление
магазина. Чем меньшую величину
R
Δ
можно зарегистрировать на самописце, тем
выше будет чувствительность калориметра. В приборе предусмотрен клавишный
переключатель диапазонов измерения
R
Δ
.
Дополнительный нагрев спирали от потока атомов
W
Δ
вызовет изменение
ее сопротивления, которое измеряется самописцем. Связь между
R
Δ и W
Δ
получаем из уравнения баланса тепла:
(
)
[]
(
)
TTHWTTRJ Δ+=Δ+Δ++
α
1
0
2
(3.2),
где T- разность температур между спиралью и стенкой трубки,
(
)
TRR
α
+
= 1
0
-
сопротивление спирали, H- коэффициент теплопередачи. Из (2) получаем
0
0
2
RR
R
RJW
−
Δ=Δ
(3.3),
где
TRR Δ=Δ
α
0
,
T
Δ - изменение температуры спирали при ее дополнительном
нагреве, ток устанавливается источником тока и равен 0,25А, -
сопротивление спирали при малом (~0,2А).
J
0
R
J
С другой стороны, обусловлена рекомбинацией атомов водорода на
спирали:
WΔ
сп
A
Тсп
N
Q
vnSW
ε
24
1
=Δ
, (3.4)
Здесь
dlS
π
= - площадь поверхности спирали, - концентрации атомов водорода
вблизи спирали, их тепловая скорость,
сп
n
Т
v
моль
кДж
Q 5,430=
энергия рекомбинации
атомов водорода, - число Авогадро,
A
N
сп
ε
- вероятность рекомбинации атомов
водорода на поверхности спирали. Из (3.3) и (3.4) получаем выражение для
концентрации атомов водорода вблизи спирали
спT
A
сп
Sv
N
Q
RR
R
RJ
n
ε
125.0
)(
0
2
−
Δ
=
. (3.5)
4. ВОЗМУЩАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ЗОНДА
При движении атомов водорода из разрядной зоны к зонду (спирали) их
концентрация будет падать по трем основным причинам: из-за рекомбинации на
поверхности стеклянной трубки, из-за диффузии в направлении вакуумного
насосов, где их концентрация близка к нулю, и, наконец, из-за рекомбинации на
3
спирали от рекомбинации на ней атомов и выразить через концентрацию атомов
водорода.
Калибровка моста производится путем изменения величины R м магазина
сопротивлений на ΔR ~ 0.01 ÷ 0.1Ом , которому ставится в соответствие отклонение
на шкале самописца ΔW . Из мостовой схемы (рис. 1) следует
Δv ΔR
= (3.1),
v0 2 R
где v0 - половина приложенного к мосту напряжения, R = R м - сопротивление
магазина. Чем меньшую величину ΔR можно зарегистрировать на самописце, тем
выше будет чувствительность калориметра. В приборе предусмотрен клавишный
переключатель диапазонов измерения ΔR .
Дополнительный нагрев спирали от потока атомов ΔW вызовет изменение
ее сопротивления, которое измеряется самописцем. Связь между ΔR и ΔW
получаем из уравнения баланса тепла:
J 2 R0 [1 + α (T + ΔT )] + ΔW = H (T + ΔT ) (3.2),
где T- разность температур между спиралью и стенкой трубки, R = R0 (1 + αT ) -
сопротивление спирали, H- коэффициент теплопередачи. Из (2) получаем
R0
ΔW = J 2 ΔR (3.3),
R − R0
где ΔR = R0αΔT , ΔT - изменение температуры спирали при ее дополнительном
нагреве, ток J устанавливается источником тока и равен 0,25А, R0 -
сопротивление спирали при малом J (~0,2А).
С другой стороны, ΔW обусловлена рекомбинацией атомов водорода на
спирали:
1 Q
ΔW = S nсп vТ ε сп , (3.4)
4 2N A
Здесь S = πdl - площадь поверхности спирали, nсп - концентрации атомов водорода
кДж
вблизи спирали, vТ их тепловая скорость, Q = 430,5 энергия рекомбинации
моль
атомов водорода, N A - число Авогадро, ε сп - вероятность рекомбинации атомов
водорода на поверхности спирали. Из (3.3) и (3.4) получаем выражение для
концентрации атомов водорода вблизи спирали
J 2 ΔR R
( R − R0 )
nсп = . (3.5)
0.125 Q SvT ε сп
NA
4. ВОЗМУЩАЮЩЕЕ ДЕЙСТВИЕ ЗОНДА
При движении атомов водорода из разрядной зоны к зонду (спирали) их
концентрация будет падать по трем основным причинам: из-за рекомбинации на
поверхности стеклянной трубки, из-за диффузии в направлении вакуумного
насосов, где их концентрация близка к нулю, и, наконец, из-за рекомбинации на
3
