Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Polecenie
Zjawisko termoelektryczne odkryte w 1821 roku przez T. J. Seebecka polega na powstawaniu napięcia w obwodzie złożonym z dwóch różnych metali, których złącza różnią się temperaturami (rysunek obok). Przez powierzchnię złącza swobodne elektrony przenikają z metalu o większej ich liczbie w jednostce objętości do metalu o liczbie mniejszej. W pierwszym metalu pojawia się niedobór elektronów, a w drugim – nadmiar. Efekt ten zależy od temperatury, dlatego jeśli jedno złącze pozostaje w innej temperaturze niż drugie, to w obwodzie powstaje napięcie (rzędu mV). To zjawisko znalazło współcześnie zastosowanie w budowie generatorów termoelektrycznych stosowanych do zasilania sond kosmicznych.
Napięcie termoelektryczne U określone jest wzorem
$
Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
gdzie SB i SA są współczynnikami Seebecka charakterystycznymi dla danych metali, a T1 i T2 – temperaturami złącz obu metali. Wartości współczynników Seebecka S dla niektórych metali przedstawia poniższa tabela.
| metal | glin | molibden | nikiel | ołów | pallad | platyna | wolfram | żelazo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| S, μV/K | +3,9 | +12 | –15 | +4,4 | –5 | 0 | +8 | +18,8 |
Zadanie 10.2.
a) Dobierz parę metali spośród przedstawionych w tabeli na poprzedniej stronie, umożliwiającą uzyskanie maksymalnego napięcia termoelektrycznego przy ustalonej różnicy temperatur.
b) Oblicz napięcie termoelektryczne dla dobranej przez Ciebie pary metali, jeśli jedno ze złącz umieścimy w naczyniu z topniejącym lodem, a drugie – w wodzie wrzącej pod normalnym ciśnieniem.
a) Nikiel i żelazo (para metali o największej różnicy współczynników: 18,8 – (–15) = 33,8 μV/K).
b) U = (18,8 + 15) · (100 – 0) = 33,8 · 100 = 3380 μV = 3,38 mV
poprawny wybór pary metali oraz poprawne obliczenie napięcia.
poprawny wybór pary metali lub błędny wybór pary metali i zgodne z tym wyborem obliczenie napięcia.
Temperatura topniejącego lodu: 0°C, temperatura wody wrzącej pod normalnym ciśnieniem: 100°C. Różnica temperatur wynosi 100 K.
Ocena według schematu punktowania CKE, zwykle w 15–30 s
Dowiedz się, ile punktów naprawdę zdobywasz. Zrób zdjęcie kartki albo wklej odpowiedź: Maturownik+ porówna ją ze schematem punktowania, policzy punkty i wytłumaczy, gdzie i dlaczego je tracisz.