ВУЗ:
Рубрика:
3
РАБОТА № 1
ГРАДУИРОВКА ТЕРМОЭЛЕМЕНТА
И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ
Приборы и принадлежности : термопара, два металлических сосуда с
термометрами, гальванометр, милливольтметр, аккумулятор, переменное
сопротивление, ключ, электроплитка.
Краткая теория
При тесном соприкосновении (контакте) двух разнородных металлов между
ними возникает разность потенциалов. Она получила название контактной
разности потенциалов. А . Вольта экспериментально были установлены два
закона:
1. При соединении двух проводников, изготовленных из различных металлов,
между ними возникает контактная разность потенциалов, которая зависит
только от их химического состава и температуры.
2. Разность потенциалов между концами цепи , состоящей из последовательно
соединенных металлических проводников, находящихся при одинаковой
температуре, не зависит от химического состава промежуточных
проводников. Она равна контактной разности потенциалов, возникающей
при непосредственном соединении крайних проводников.
Рассмотрим причины, вызывающие контактную разность потенциалов.
Отмеченная в первом законе Вольты зависимость контактной разности
потенциалов двух металлов от их химического состава обусловлена двумя
причинами: различием работы выхода А электрона из этих металлов и различием
концентрации n
свободных электронов в
них.
Остановимся более
подробно на физической
природе работы выхода А .
На рис.1.схематически
изображены части
кристаллической решетки
металла. Силы
притяжения к
положительным ионам
решетки, действующие на
свободные электроны,
находящиеся внутри
металла, в среднем
взаимно
уравновешиваются, и
электроны движутся свободно внутри металла между узлами решетки. Если же по
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
е
е
е
е
е
Рис.1
3
Р А Б О ТА № 1
Г РА ДУ И РО В К А Т Е РМ О Э Л Е М Е Н Т А
И О П РЕ ДЕ Л Е Н И Е Е Г О Э Л Е К Т РО ДВИ Ж У Щ Е Й С И Л Ы
Пр и бо р ы и пр и надле ж но с т и : т е р м о пар а, два м е т алли че с к и х с о с уда с
т е р м о м е т р ам и , гальвано м е т р , м и лли во льт м е т р , ак к ум улят о р , пе р е м е нно е
с о пр о т и вле ни е , к люч, эле к т р о пли т к а.
К раткая те ория
Пр и т е с но м с о пр и к о с но ве ни и (к о нт ак т е ) двух р азно р о дны х м е т алло в м е ж ду
ни м и во зни к ае т р азно с т ь по т е нци ало в. Она по лучи ла названи е к о нт ак т но й
р азно с т и по т е нци ало в. А . Во льт а эк с пе р и м е нт ально бы ли ус т ано вле ны два
зак о на:
1. Пр и с о е ди не ни и двух пр о во дни к о в, и зго т о вле нны х и з р азли чны х м е т алло в,
м е ж ду ни м и во зни к ае т к о нт ак т ная р азно с т ь по т е нци ало в, к о т о р ая зави с и т
т о льк о о т и х х и м и че с к о го с о с т ава и т е м пе р ат ур ы .
2. Разно с т ь по т е нци ало в м е ж дук о нцам и це пи , с о с т о ящ е й и з по с ле до ват е льно
с о е ди не нны х м е т алли че с к и х пр о во дни к о в, нах о дящ и х с я пр и о ди нак о во й
т е м пе р ат ур е , не зави с и т о т х и м и че с к о го с о с т ава пр о м е ж ут о чны х
пр о во дни к о в. Она р авна к о нт ак т но й р азно с т и по т е нци ало в, во зни к ающ е й
пр и не по с р е дс т ве нно м с о е ди не ни и к р айни х пр о во дни к о в.
Рас с м о т р и м пр и чи ны , вы зы вающ и е к о нт ак т ную р азно с т ь по т е нци ало в.
От м е че нная в пе р во м зак о не Во льт ы зави с и м о с т ь к о нт ак т но й р азно с т и
по т е нци ало в двух м е т алло в о т и х х и м и че с к о го с о с т ава о бус ло вле на двум я
пр и чи нам и : р азли чи е м р або т ы вы х о да А эле к т р о на и з эт и х м е т алло в и р азли чи е м
е к о нце нт р аци и n
с во бо дны х эле к т р о но в в
ни х .
Ос т ано ви м с я бо ле е
+ + + + по др о бно на фи зи че с к о й
е е пр и р о де р або т ы вы х о да А .
На р и с .1.с х е м ат и че с к и
и зо бр аж е ны час т и
к р и с т алли че с к о й р е ше т к и
+ + + + м е т алла. Си лы
пр и т яж е ни я к
е е по ло ж и т е льны м и о нам
р е ше т к и , де йс т вующ и е на
с во бо дны е эле к т р о ны ,
нах о дящ и е с я внут р и
+ + + + м е т алла, в с р е дне м
взаи м но
Ри с .1 ур авно ве ши вают с я, и
эле к т р о ны дви ж ут с яс во бо дно внут р и м е т алла м е ж дуузлам и р е ше т к и . Ес ли ж е по
