Оборудование:
Ewtektika— bu iki ýa-da ondan köp komponentleriň birleşmesi bolup, aýry-aýry maddalaryň aýratynlyklaryndan tapawutlanýan aýratyn häsiýetlere eýe bolýar. Onuň ereme temperaturasy aýry-aýry maddalaryň ereme temperaturasyndan tapawutly bolýar we bu ony metallurgiýada, farmasewtikada we hat-da kulinariýada peýdaly edýär.
Bu meselede biz ewtektikanyň häsiýetlerini öwreneris we gözegçilik edilýän hadysanyň mukdar bahalaryny alarys
Bu bölümde ulgamyň effektiw ýylylyk geçirijilik koeffisientini kesgitlemek üçin diňe suw bilen ýylylyk çalyşygyny gözden geçireris. Munuň üçin aşakdaky suratda görkezilen ýaly shemany ýygnamaly.
Maglumatlary işlemek boýunça gollanma.
Maglumatlary işlemek we saklamak MS Excel programmasy arkaly amala aşyrylar. Ölçenýän ähli ululyklary elektron tablisalara derrew ýazyp bilersiňiz. Emin agzalaryň işiňizi dogry barlap bilmegi üçin faýllary we maglumatlary tablisalara ýazmakda şertnamada görkezilişi ýaly ýerine ýetiriň.
Siziň kompýuteriňiziň iş stolunda «J2» papka ýerleşýär. Onda «check.bat», «example.xlsx» faýllar we «First Name Last Name» atly papka bar. Siz papkanyň adyny üýtgetmeli we ol familiýaňyzy we adyňyzy öz içine almaly, ýogsa işiňiz barlanmaz!!!
Siz papkanyň adyny üýtgedeň soň, ony açyň. Onuň içinde degişli punktlaryň belgileri bilen atlandyrylan kiçi papkalar we «Report.docx» faýly bar. Kiçi papkalaryň we «Report.docx» faýlyň adyny üýtgetmäň!
Punktuň kiçi papkasyna ähli ölçegleri we çözüw faýllaryny ýazdyrmaly.
Faýl example.xlsx - ölçegleri ýazmak üçin şablon. Ölçenilen ähli maglumatlar bu şablona laýyklykda düzülmeli, «MesX.xlsx» diýlip atlandyrylmaly we bu punktuň papkasyna ýazdyrylmally, bu ýerde $X$ - punktuň belgisi. (Meselem, A1 punkti üçin başlangyç ölçegleriň faýly «MesA1.xlsx> >diýlip atlandyrylmaly). Ölçeg faýlarynda başlangyç ölçeglerden başga zat bolmaly däl: spirtiň konsentrasiýasy $x$, wagt ölçegleri $t$ we temperatura $T$.
Şablona laýyklykda düzülmedik ýa-da artykmaç maglumatlary öz içine alýan ähli ölçeg faýllary bahalandyrylmayar!!!
Çözgüt faýlarynda her bir sütünde nämäniň amala aşyrylandygy we nämäniň hasaplanandygyna degişli düşündirişler bolmaly. Şol bir düşündirişler degişli punkt üçin jogap sahypalaryna hem ýazylmaly. Çözgüt faýlary «SolX.xlsx» diýlip atlandyrylmaly we bu ýerde $X$ - punktuň belgisi, soňra bolsa şol punktuň papkasyna ýazdyrylmaly. (Meselem, A2 punkti üçin çözgüt faýly «SolA2.xlsx» diýlip atlandyrylmaly)
Aşakda doldurylan ölçeg faýlynyň we düzgün boýunça düzülen çözgüt faýlynyň mysalyna serediň.
Bu gollanma, işiňiziň düzgüni boýunça ýerine ýetirilendigini we barlanyp bilinjekdigini üpjün etmek üçin niýetlenendir.
Soňky işleriňizi ýeňilleşdirmek üçin temperaturany belli bir wagt aralyklary bilen ýazmagy maslahat berilýär.
«example.xlsx» faýlyny «A1» papkasyna göçürip, ony «MesA1.xlsx» diýip atlandyrmaly. Tablisany bu faýldaky şablona laýyklykda tablisany dolduryň.
$T$ temperaturadan wagta görä alnan $dT/dt$ önüm berlen pursatda temperaturanyň üýtgeýiş tizligine deňdir. Geçirilen köp sanly ölçegleriň netijesinde boýunça $t$ wagt pursatyndaky $dT/dt$ bahasy kiçi wagt aralygynda temperaturanyň üýtgemesiniň şol wagtyň dowamlylygyna gatnaşygyna deňläp almak mümkindir:
\[\frac{dT}{dt}(t) \approx \frac{T(t + \Delta t/2) - T(t - \Delta t/2)}{\Delta t}.\]Excel-daki öýjükler bilen işletmek arkaly temperatura üýtgemegiň tizligini hasaplamak üçin bir mysal hökmünde, $t_{10} = 10 ~с$ wagt pursaty $dT/dt$ temperatura üýtgemegiň tizligini hasaplarys (surata seret)
Bu mysalda, A sütünde wagt bahalary we B sütünde şol wagt pursatlaryndaky temperatura bahalary ýazylýar. C sütünde bolsa, temperatura üýtgemegiň tizligini$dT/dt$ hasaplap ýazmak isleýäris.
Şonda, mysal üçin, $t_{10} = 10 ~с$ wagt pursatynda biz $t_0 = 0 ~с$ we $t_{20} = 20 ~с$ wagt pursatlaryna serederis:
\[\frac{dT}{dt}(t_{10}) \approx \frac{T(t_{20}) - T(t_0)}{t_{20} - t_0} = \frac{29{,}2^\circ С - 20{,}1^\circ С}{20~с - 0~с} \approx 0{,}455^\circ С / с\]( $0~с$ $20~с$ bahalara derek degişlilikde $5~с$ we $15~с$ bahalary alyp bolar, şonda $dT/dt$ ululygy hasaplamagyň tötänleýin ýalňyşlygy artýar).
Kalorimetrdäki suwdan şprisdäki madda geçýän $P$ ýylylyk kuwwaty Nýuton-Rihmänyň kanuny bilen kesgitlenýär:
\[
P = K \Delta T,
\]
bu ýerde $K$ - ýylylyk berliş koeffisiýenti
kesgitlemek mümkündir. Şpriç içindäki suwuň temperaturasynyň üýtgemegiň tizligi $dT/dt$ bilen kalorimetrdeki suwuň temperaturasy $T_m$, şpriç içindäki suwuň temperaturasy $T$, suwuň ýylylyk sygymy $c_w$, suwuň dykyzlygy $\rho_w$ , we şpriç içindäki suwuň mukdary $V$ bilen baglanyşdyryň.
Ölçeg geçirilende kalorimetriň içindäki suwuň temperaturasy üýtgemeýär diýip hasap etmeli.
Bu bölümde, iki maddadan durýan ulgamyň eremegini öwrenýäris. Olaryň gaty goşundysy (ýagny, splawy) çylşyrymly fazany emele getirýär, bu faza ewtektika diýilýär.
Ewtektika hadysasy islendik iki komponentli goşundylarda duş gelinýär. Mysal üçin, alyuminiý we mis goşundysynyň sowamagynda temperatura wagta baglylygy şeýle görünýär:
Grafikde
garyndy suwuk ýagdaýda bolýar.
2. Birinji we ikinji synma nokatlarynyň aralygynda: garyndy gaty mis bölejikleri we suwuk ewtektika bilen bir hatarda bolýar. Bu ýagdaýda iki fazanyň (gaty we suwuk) bir wagtda bolmagy duş gelýär.
3. Ikinji synma nokadyndan soň: ewtektika kristallaşýar we goşundyň ähli bölekleri gaty ýagdaýa geçýär.
Bellik: Ewtektikiň ereme temperaturasy, iki maddanyň aýry-aýry ereme temperaturasyndan pes bolýar. Goşundynyň faza diagrammasy, adatça, aşakdaky görnüşe eýe bolýar.
Bu bölümde, öňki bölümde ýaly gurulmagy ýygnaň, ýöne bu gezek şpriçiň içine spirt we turşy goýmaly bolarsyňyz. Şpriçiň içine termoparany ýerleşdirmek üçin, ilki bilen ony kalorimetrde gyzgyn suwda gyzdyryp, içindäki maddalary erediň. Termoparany şpriçiň merkezine ýakyn ýerleşdiriň, sebäbi bu, gyra çykyş effektleriniň täsirini aradan aýyrar we dogry temperatura ölçemäge mümkinçilik berer.
Kislotaň we spirtiň we olaryň goşundylarynyň ereme temperaturasy 4-80°C aralygynda bolýar. Bu, olaryň suwuk ýagdaýdan gaty ýagdaýa geçmegi üçin zerur bolan temperatura aralygyny görkezýär. Goşundyň gatylaşmagyna garaşyň. Şprisi gyzgyn suwdan çykaryň we howada sowadyň. Goşundyň doly gatylyşmagyna garaşyň.
Gatylyşandan soň, temperaturanyň wagt bilen üýtgemegini ölçäp başlaň. Her bir ölçemeler seriýasy üçin täze şpris ulanyň:
Качественно постройте график зависимости $T$ от $t$ – температуры от времен, а также $dT/dt$ от $T$ – скорости изменения температуры содержимого шприца от значения этой температуры.
Рекомендуется температуру внутри калориметра сделать в диапазоне $80 - 90 ^\circ С$. Постарайтесь рассмотреть нагрев в достаточно широком диапазона температур.
Для проверки правильности сохранения исходных измерений вы можете запустить файл «check.bat». После исполнения этот файл должен выдать вам следующие строки в консоли:
Если файл выдает какие-либо ошибки, предусмотренные им, или какие-либо консольные ошибки, значит, не все файлы соответствуют требованиям оформления, и их необходимо исправить. Если файл не выдает какую-либо серию измерений, значит она также некорректно записана и сохранена!