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1、一.实验的与实验仪器1•实验目的(1)熟悉温差电偶测温计的测温原理;(2)掌握对温差电偶测温计进行温度标定的方法。2•实验仪器待标定温差电偶、PZ158A型直流数字电压表(200mV,0.1
2、JA1纯金属锌、去离子水、程控电炉、小电炉、杜瓦瓶等。二.实验原理1・温差电偶测温不同金属的电子逸出功和自由电子浓度不同，当两种不同金属接触时，自由电子的扩散作用在接触面产生电动势叫玻耳贴电动势。同种金属两端温度不同，由于自由电子热扩散不均匀在金属体内产生电动势叫汤姆逊电动势。当金属连接成闭合回路时，只有同时存在电子2bazx17浓度梯度和温度梯度时，电动势才不为0。若将
3、A、B两种金属连接成闭合回路，且令两个接触点的温度不同，在回路中就能产生电动势。测量电路时,电位计会引入附加的电阻，但可以证明，只要接到电位计的两根导线材料相同,且电位计中各触点温度相同，则电位计与回路中电动势大小无关。2•温差电偶刻度标定标定即确定温差电偶温差电动势的大小与温差的函数关系。对于大多数温差电偶，其电动势与温度满足以下经验公式e=a(T-To)+b(T-To)2+c(T-To)3式中3、b、c是之和金属材料有关的常数。若将冷端温度To设为冰点(0丈)，热端温度采用摄氏温标(t°C),则上式可写为£=at+bt2+ct3本实验所使用的温差电偶可用上
4、式表示，标定即通过实验确定待走系数a、b、c.可采用固定点法进行标定。即一定大气压下,把一些物质的熔沸点作为已知热端温度，采用待标定温差电偶测出这些温度对应冷端温度的电动势,带入经验公式即可求出a、b、c.进而利用经验公式求出任一温度对应的电动势。当然,如果测得电动势，则也可求出温度，即为温差电偶测温计。三.实验步骤(2)加热水:利用小电炉加热烧杯中去离子水；(3)利用水的沸点测电动势：水沸腾后,将温差电偶热触电插入烧杯水浴试管中，利用数字电压表测温差电动势,每30s测一次，共测10次;(4)加热锌：打开程控开关给均竭加热。加热锌时电流要小，升温要缓慢，以防电
5、炉内电热材料骤热炸裂；(5)利用锌的凝固点测电动势：将温差电偶的热触电插入陶瓷套管内(必须插到底)，利用数字电压表观察升温过程电动势变化。至锌的凝固点时，温度恒定，电动势不变,一段时间后，锌完全融化，温度刚开始上升时，即亥9停止加热。当温度下降至数字电压表显示18mV时，开始记录电压表读数，每一分钟测量一次，直至凝固点以下10〜15min为止；(6)铅的数据由实验室提供；(7)关闭仪器，整理实验桌。■数据处理曲宝aKss嗓富-(且£恳」•fxTsglxr肇.1官0£嚣惡U一駐、置^^<弋忌《只龙、007ro^e(巴Ktj于iJ'tzts^zJ:寻H頁、rt卫厂
6、12舅滲25?卷TSSTS-0济AJT^fH^w」宅-4卡运書邑UV7J>>思Mxsi(忌iTwosxk12卡嘗蛊<金、。■L一rs（卿H魏岡L宇验测彳隸擢通辰从M魅电动热$二/'2伽7,貞入卜比獰鄙彳号土二充比五.分析讨论（提示：分析讨论不少于400字）h本次实验主要是对温差电偶的标定，通过测量水的沸点、锌的凝固点、铅的凝固点三种温度对冰点的温差电动势E求解方程组得温差电阻的E4方程，从而对热电偶温度计进行标定。从实验结果来看,计算得出的a.b、c三个常数比较符合实际大小，当然,在实验过程中可能也存在一起因素影响结果的准确性,主要有：①实验室中气压表损坏，故
7、水的沸点用标准大气压下的沸点计算，可能与实际情况存在微小误差；①热触点插入套管的深浅度,对精确度的影响:虽然实验开始时将热触点分别插入试管和瓷套管底部，但是试验过程中对热电偶丝的触碰等都可能影响实验精度;②热电偶丝触电以外的温度不均匀,其局部将产生热电动势。2.在用数字电压表测量电动势时，由U二E・IRo可知，如果电路中电流I/O,则电压表读数始终不等于电动势，而实验中所使用的电位计必须要准确测量出热触点和冷触点两端的电动势，通过查阅资料，我了解到电位计是通过对消法测量电动势的，对消法测电动势方法如下（李晔，韦美菊.物理化学实验.北京：化学工业出版社，2013
8、）:/、対泊龙测遛电动势.（电住豹j杓迄看、理J男醞电路画切戲兴有叮回路可工作回路任年只忆亿）、桁、華回路（以乩「3砂〉、叩耀回略（氐出（）电徉羞打伊桥角乙:摊珂'使％调了应为标准电也彥&/苗軒僅电阻（即砂朗屈髀馳对珀氐创电动势）。擁亍电显;血调予必傻椒滋苹6中电注为0,此时’岳、二皿门力几仏巾能苗电盜〉Q列专笛测电龙电动勢:电镯北輕阻忽遍丽D问還，便钟轨签壯及仏政阮卑，H二g再由热电偶连接图可知，只要连接电位计的I以上尅相比锯"卷旁电阻卽和电H表亍、刚可衽导线材料相同，且连接点温度相同，这样在电位计和热电偶B之间产生的电动势就会抵;肖，从而电位计两端测出的
9、电压就是热电偶两触点之间电动势。六、实
