Один спай термопары помещен в печь с температурой 200 °С, другой находится при температуре 20 °С. Вольтметр показывает при этом значение термо-э.д.с. 1,8 мВ. Чему будет равна термо-э.д.с., если второй спай термопары поместить в сосуд: а) с тающим льдом; б) с кипящей водой? Относительную удельную термо-э.д.с. во всем температурном диапазоне (0÷200) °С
считать постоянной.
Для начала, давайте разберемся с понятием термо-э.д.с. (термоэлектродвижущая сила). Термо-э.д.с. - это разность потенциалов, возникающая в термопаре из-за разности температур на ее спаях.
Термопара состоит из двух различных проводников, соединенных в двух точках. В данной задаче, один спай термопары находится в печи с температурой 200 °С, а другой спай - при температуре 20 °С.
Далее, вольтметр показывает значение термо-э.д.с., которое равно 1,8 мВ (милливольт).
Теперь, давайте рассмотрим каждый пункт задачи по отдельности:
а) Если второй спай термопары поместить в сосуд с тающим льдом, то температура этого спая будет равна 0 °С. Так как весь температурный диапазон в этой задаче составляет от 0 до 200 °С, то мы уже знаем термо-э.д.с. при 20 °С и 200 °С.
Обозначим термо-э.д.с. при 20 °С как EMF1, а термо-э.д.с. при 200 °С как EMF2.
EMF1 = 1,8 мВ
EMF2 = ? (мы пока не знаем этого значения)
Так как относительная удельная термо-э.д.с. во всем температурном диапазоне считается постоянной, то мы можем выразить зависимость термо-э.д.с. от температуры по формуле:
EMF2 / EMF1 = (T2 - 20 °C) / (200 °C - 20 °C)
Где T2 - температура второго спая термопары.
Теперь, мы можем использовать полученное уравнение для решения задачи:
EMF2 / 1,8 мВ = (T2 - 20 °C) / (200 °C - 20 °C)
EMF2 = (T2 - 20 °C) * (1,8 мВ / 180 °C)
EMF2 = (T2 - 20 °C) * 0,01 мВ/°C
Таким образом, для второго спая термопары, находящегося в сосуде с тающим льдом, термо-э.д.с. будет равна (T2 - 20 °C) * 0,01 мВ/°C.
б) Если второй спай термопары поместить в сосуд с кипящей водой, то температура этого спая будет равна 100 °С. Используя ту же формулу, мы можем вычислить термо-э.д.с. в этом случае:
EMF2 / 1,8 мВ = (100 °C - 20 °C) / (200 °C - 20 °C)
EMF2 = (100 °C - 20 °C) * (1,8 мВ / 180 °C)
EMF2 = 0,9 мВ
Таким образом, для второго спая термопары, находящегося в сосуде с кипящей водой, термо-э.д.с. будет равна 0,9 мВ.
Надеюсь, мое объяснение было понятным и подробным. Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я всегда готов помочь!