4 – Laboratoriya ishi Termoparani darajalash va termoelektr yurituvchi kuchni aniqlash. Kerakli asbob va materiallar

4 – Laboratoriya ishi
Termoparani darajalash va termoelektr yurituvchi kuchni aniqlash.


Kerakli asbob va materiallar: Tayyor termopara, sezgirligi yuqori bo‘lgan galvanometr, termostat yoki isitgichli kalorimetr.
Ishning maqsadi: Qattiq jismlarda yuz beruvchi kontakt hodisalarni termopara yordamida va termoelektr yurituvchi kuchlarni aniqlash asosida o‘rganish.
Asosiy nazariy ma’lumotlar
Ikki xil metal sim uchlari kavsharlanganda ularning haroratiga va moddalarning kimyoviy tabiatiga bog‘liq holda erkin elektronlarining diffuziyalanishi sababli o‘tkazgichlarning uchlarida hosil bo‘lgan potensiallar farqiga kontakt potensiallar farqi deb ataladi. Bu hodisani birinchi marta 1797 yili italiyalik fizik A.Volta tajribada tekshirib, o‘zining quyidagi ikkita qonunini kashf qildi.
Voltaning birinchi qonuni: ikki har xil metal – o‘tkazgichlar tutashtirilganda, ular uchlarida hosil bo‘lgan kontakt potensiallar farqi ularning fizikaviy–kimyoviy xususiyatlariga va haroratga bog‘liqdir.
Voltaning ikkinchi qonuni: o‘zaro ketma-ket ulangan bir qancha metal o‘tkazgichlar uchlarida hosil bo‘lgan kontakt potensiallar farqi o‘zgarmas haroratda faqat eng chekkadagi o‘tkazgichlarning fizikaviy– kimyoviy xususiyatlariga bog‘liq. Volta metallarning shunday qatorini tuzdiki, bu qatorda har bir oldingi metal o‘zidan keyingilariga tutashtirilganda musbat zaryadlanar ekan. Volta qatori quyidagichadir: Sb-43; Fe-15; Mo+7,6; Cd+4,6; W+3,6; Cu+3,2; Zn+3,1
Metallarning klassik elektron o‘tkazuvchanlik nazariyasiga binoan, tutashtirilgan ikki metal o‘tkazgich (1-rasm) uchlaridagi kontakt potensiallar farqi tashqi



va ichki

kontakt potensiallar farqlarining yig‘indisiga tengdir, ya’ni
(1)
b unda – birinchi va ikkinchi metalldan elektronning chiqish ishi, – elektroning zaryadi, – Bolsman doimiysi, – absolyut harorat, -birinchi va ikkinchi o‘tkazgichlardagi erkin elektronlar konsentratsiyasi. (1) formula Volta birinchi qonunining matematik ifodasi bo‘lib, haqiqatdan ham tutashtirilgan ikki o‘tkazgich uchlaridagi kontakt potensiallar farqi harorat ga va ularning fizik-kimyoviy xususiyatlari ga bog‘liqdir.
Volta ikkinchi qonunini isbot­lash uchun, 2-rasmda tasvirlangan, o‘zgarmas haroratda o‘zaro ketma-ket ulangan o‘tkazgich zanjirini qarab chiqaylik. (1) dan foydalanib quyidagini yozamiz:

B undan
, (3)
bunda – kontakt potensiallar farqi oraliqdagi o‘tkazgichlarning fizik-kimyoviy xususiyatlariga bog‘­liq emas. Agar bu o‘zaro ketma-ket ulangan to‘rtta o‘tkazgichlarning uchlari tutashtirilib, yopiq zanjir hosil qilinsa (3-rasm) u vaqtda (1) ga asoslanib quyidagi munosabat kelib chiqadi:
(4)
Bundan ko‘rinadiki, kontaktlardagi haroratlar bir xil bo‘lganda, yopiq zanjirda kontakt potensiallar farqi hosil bo‘lmas ekan.