Какое значение термо-э.д.с. будет показывать вольтметр, если второй спай термопары помещен: а) в сосуд с тающим льдом

Apelsinovyy_Sherif

46

Данная задача связана с изучением термоэлектрических явлений. При решении данной задачи, нам необходимо учесть свойства термопары и значения температур в сосудах с льдом и кипящей водой.

Термопара состоит из двух проводников из различных материалов, связанных между собой. При наличии температурного градиента между концами термопары, возникает разность потенциалов, которая измеряется вольтметром и называется термо-э.д.с. (электродвижущая сила) термопары.

Согласно условию задачи, относительная удельная термо-э.д.с. во всем диапазоне температур является постоянной. То есть, удельная э.д.с. каждой термопары зависит только от диапазона температур. Для удобства решения мы примем данный факт за истину.

а) Если второй спай термопары помещен в сосуд с тающим льдом, то температура второго спая будет равна 0 °C. Предположим, что первый спай находится в окружающей среде, где температура равна Т °C.

Согласно свойствам термопары, термо-э.д.с. равна разности электродвижущих сил двух полу-термопар, которые образуются между пяткой спая в сосуде с льдом и в окружающей среде.

Таким образом, термо-э.д.с. равна разности удельных э.д.с. каждого из полу-термопар.

Пусть \(E_1\) - удельная термо-э.д.с. для первого спая термопары, а \(E_2\) - удельная термо-э.д.с. для второго спая. Тогда общая термо-э.д.с. можно выразить следующим образом:

\[E = E_1 - E_2\]

Поскольку удельная термо-э.д.с. постоянна в диапазоне температур от 0 до 200 °C, для всех термопар значение \(E\) будет постоянным.

Таким образом, ответ на задачу а) будет: термо-э.д.с., показываемое вольтметром, будет постоянным и зависит от конкретного типа термопары, использованной в эксперименте.

б) В данной задаче подразумевается, что сосуд с кипящей водой находится в состоянии насыщенных паров и его температура равна точке кипения, которая при стандартных условиях равна 100 °C.

Таким образом, температура второго спая термопары будет равна 100 °C.

Аналогично предыдущему пункту, для ответа на данную задачу нам необходимо вычислить разность удельных э.д.с. полу-термопар. Общая формула термо-э.д.с. остается прежней:

\[E = E_1 - E_2\]

Исходя из задачи, видим, что температура в первой полу-термопаре не указана, поэтому мы не можем точно определить значение термо-э.д.с.

Таким образом, ответ на задачу б) требует дополнительной информации о температуре в первом спае термопары для того, чтобы точно определить значение термо-э.д.с., которое будет показывать вольтметр.

Надеюсь, что данное объяснение помогло вам понять решение задачи. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я всегда готов помочь!