Takistuse temperatuurisõltuvus. Praktikum nr. 6. Metalli takistuse temperatuuriteguri ja pooljuhi omajuhtivuse aktivatsioonienergia määramine
Tallinna Tehnikaülikooli füüsika instituut Üliõpilane: Üllar Alev Teostatud:14.02.07 Õpperühm: EAEI-21 Kaitstud: Töö nr. 12 OT Takistuse temperatuurisõltuvus Töö eesmärk: Töövahendid: Metalli takistuse temperatuuriteguri määramine. Metallist ja pooljuhist katsekehad elektriahjus, Pooljuhi omajuhtivuse aktivatsioonienergia komputeriseeritud mõõteseade (vt. lisajuhend), isiklik diskett ja määramine. vähemalt üks leht valget paberit formaadis A4. Skeem Töö käik. 1. Küsige juhendajalt konkreetne tööülesanne. 2. Katseseadet kasutage lisajuhendis esitatud suuniste järgi. 3
termomeeter, elektripliit - KEMIKAALID 1%-ne Na2S2O3 lahus, 1%-ne H2SO4 lahus TÖÖ KÄIK : Sooritan kokku kaks katset. Esimesel katsel määran ära reaktsioonikiiruse sõltuvuse lähteainete kontsentratsioonist ja teisel katsel määran reaktsioonikiiruse sõltuvuse temperatuurist. Enne ja pärast igat katset pesen katseklaasid hoolikalt kraanivee ja harjaga ning loputan 2...3 korda destilleeritud veega. Reaktsioonivõrrand: Arvutan reatsiooni keskmise temperatuuriteguri k. KATSE I Võtan 8 katseklaasi, mis omakorda jagan paarideks. Igast katseklaasi paarist panen ühte katseklaasi 6 cm3 H2SO4. Katseklaasi paaridest teise, tühja katseklaasi, panen erineva kontsentratsiooniga Na 2S2O3: 1. katseklaasi mõõdan 6 cm 3 Na2S2O3 2. katseklaasi mõõdan 4 cm 3 Na2S2O3 ja 2 cm3 destilleeritud vett 3. katseklaasi 3 cm 3 Na2S2O3 ja 3 cm3 destilleeritud vett 4. katseklaasi 2 cm 3 Na2S2O3 ja 4 cm3 destilleeritud vett.
kiirus. *Mida näitab voolutugevus? Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib juhi ristlõiget ühes ajaühikus. *Mida näitab takistus ja kuidas sõltub juhi mõõtmetest ja temperatuurist? Takistus näitab, kui suurt takistavat mõju avaldab keha elektrivoolule. Takistuse sõltuvus juhi mõõtmetes: takistus on võrdeline juhi pikkusega ja pöördvõrdeline pindalaga. Takistuse sõltuvus temperatuurist: positiivse temperatuuriteguri korral suureneb takistus temperatuuri tõustes; negatiivse temperatuuriteguri korral temperatuuri tõustes takistus väheneb. ÜLESANNE: Leia takistus, kui juhtme pikkus on 20 meetrit, pindala on 0,4 mm 2 ja eritakistus on 0,49 mm2/m. *Mis on ülijuhtivus? Ülijuhtivus on nähtus, kus absoluutse nulltemperatuuri lähedastel temperatuuridel takistus praktiliselt kaob. *Mis on kõrgtemperatuuriline ülijuht
Skeem Töö teoreetilised alused. Küllalt laias temperatuurivahemikus sõltub juhi takistus temperatuurist järgmiselt: R = (1 + t ) [1] Kus Ro on takistus 0 oC juures, t on temperatuur oC ja on takistuse temperatuuritegur 1 1 (punastel metallidel ). 273 K Takistuse temperatuuriteguri leidmiseks on otstarbekas mõõta takistus kahel erineval temperatuuril R 1 = R o (1 + t 1 ) , R 2 = R o (1 + t 2 ) . Viimase avaldise läbijagamisel ja teisendamisel saame R1 - R 2 = [2] R 1t 2 - R 2 t1 Vaatame pooljuhi elektrijuhtivust. Kui pooljuhis elektron saab energia W, siis läheb ta juhtivustsooni. Valentstsoonis tekib vakantne koht nn
Temperatuuri pöördväärtus, 1/T tõus = 4013,87624 ± 81,71978 vabaliige = -3,94581 ± 0,26632 VEAARVUTUSED Mõlemal graafikul on tegemist lineaarse sõltuvusega y = ax + b Metall: a = 0,0923 ± 0,0092 b = 25,46 ± 0,32 Pooljuht: a = 4014 ± 82 b = -3,95 ± 0,27 k = 1,38 · 10-23 J/K Takistuse temperatuuriteguri leidmine metalli korral Graafiku tõus = · Ro a = · b a 0,0923 1 = = =0,003625 b 25,46 K = ( 1 a 2 a )(+ -1 b 2 b )=0,003625 ( 0,0092 2 0,32 2 0,0923)(+ 25,46 )
vabaliige = -5,49833 ± 0,10301 Arvutused ja veaarvutused Algandmed Mõlemal graafikul on tegemist lineaarse sõltuvusega y = ax + b. Metall: a 0.1081 0.0017 b 24.27 0.09 Pooljuht: a 4597 33 b 5.498 0.103 J k 1.381 10 23 K Takistuse temperatuuriteguri leidmine metalli korral Graafiku tõus = R o a b a 0.1081 0.004454 b 24.27 2 2 2 2 0.0017 0.009 5 1 1 0.004454 7.006 10 a b 0.1081 24.27 0.0445 0.00007, usutavusega 0.7 Aktivatsioonienergia W leidmine pooljuhi korral Graafiku tõus = a
28,4 28,2 28,0 27,8 27,6 27,4 27,2 27,0 14 17 20 23 26 29 32 35 38 41 44 47 50 Temp; °C Tõus: 0,10371 ± 0,00511 Vabaliige: 25,96553 ± 0,17968 Leian takistuse temperatuuriteguri k (graafiku tõus) = · R0 (vabaliige) Leian takistuse temperatuuritegurile määramatuse ( ) ( ( )) ( ( )) Võttes osatuletised, saan: ( ) ( ( )) ( ( )) ( ) ( ) ( )
500 3.000 0.0028 0.0029 0.0029 0.0030 0.0030 0.0031 0.0031 0.0032 0.0032 0.0033 0.0033 Naturaallogaritm pooljuhi takistusest, ln Algandmed Excel Tools Data Analysis Regression Metall a = 0.1030 ± 0.0030 b = 24.55 ± 0.17 Pooljuht a = 3976.64 ± 27.31 b = -7.484 ± 0.084 Takistuse temperatuuriteguri leidmine metalli korral a 0.1030 = = = 0.0042 b 24.55 a b 2 2 2 2 0.0030 0.17 = 1 + - 1 = 0.0042 1 + - 1 = 0.00013 a b 0.1030 24.55 1 = 0.0042 ± 0.00013 , usutavusega 0.7 K Aktivatsioonienergia W leidmine pooljuhi korral W = 2ak = 2 (3976.64) 1
0,8 v , min¹ 0,6 0,4 0,2 0 0 2 4 6 8 NaSO suhteline kontsentratsioon Joonis 2. Reaktsioonikiiruse v sõltuvus reageerivate ainete kontsentratsioonist v=f(C) Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs Keskmise temperatuuriteguri arvutamine 30-40 °C 3,704 = 1,8871 11,96 40-50 °C 6,67=3,704 2 21,8 50-60 °C 20=6,67 3 32,9 Keskmine temperatuuritegur k2,22
1. 1 = 1,52 1,935 50- 40 60- 50 3 2 10 = 3 10 = 1,25 1,935 2 = 1,548 3 = 1,55 Arvutan reaktsiooni keskmise temperatuuriteguri k 1,52 + 1,548 + 1,55 n = 1,54 3 Kokkuvõte ja järeldused Mida suurem on Na2S2O3 kontsentratsioon seda suurem on reaktsiooni kiirus. Reaktsiooni temperatuuri tõstmisel 10ºC võrra reaktsiooni kiirus kasvas 1,54 korda.
1 10 temperatuuritegur 3 10 0,82 1,25 1,935 ≈ 2...4). 1 1,52 2 1,548 3 1,55 Arvutan reaktsiooni keskmise temperatuuriteguri γk 1,52 1,548 1,55 n 1,54 3 Kokkuvõte ja järeldused Mida suurem on Na2S2O3 kontsentratsioon seda suurem on reaktsiooni kiirus. Reaktsiooni temperatuuri tõstmisel 10ºC võrra reaktsiooni kiirus kasvas 1,54 korda.
I= qnSv Voolutugevus= koguaeg ühesugune arv( 1,6*10astmel-19 C) * kontsentratsioon* Juhi ristlõike pindala * triivliikumise kiirus. 3. Mida näitab voolutugevus? Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib juhi ristlõiget ajaühikus. 4. Mida näitab takistus ja kuidas sõltub juhi mõõtmetest ja temperatuurist ? ül Takistus näitab keha mõju elektrivoolule. Temperatuurist sõltub takistus tänu temperatuuritegurile. Positiivse temperatuuriteguri korral takistus suureneb temperatuuri tõustes ning negatiivse temperatuuriteguri korral temperatuuri tõustes, takistus väheneb. Mida suurem on pindala, seda väiksem on takistus. 5. Mis on ülijuhtivus ? Ülijuhtivus on nähtus, kus väga madalatel temperatuuridel (0 K lähistel) aine eritakistus kaob väga järsult. 6. Mis on kõrgtemp ülijuht ? Kõrgtemperatuuriline ülijuht on juht, kus aine eritakistus kaob 23 K lähistel. 7. Mis on jadaühendus? Jadaühendus e
2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 95 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Temperatuur t °C Graafik 1. Metalli takistuse temperatuurisõltuvus tõus = 0,43219 ± 0,01274 vabaliige = 104,83410 ± 0,42291 Leian metalli takistuse temperatuuriteguri α: k=α· R0 , kus k – graafiku tõus, R0 – vabaliige. k α= R 0 −3 α=0,43219:104,8341=4,122608· 10 Leian määramatuse: √ 2 2 U C (α)= ∂α ∂α ( · U C (k)) +( · U C ( R0 )) ∂k ∂ R0
ristlõikepindala, v-voolutugevuse triivi kiirus*temperatuuti tõusmisel triivi kiirus v väheneb*metalli takistust põhjustab ioonide soojusvõnkumine*takistus ja eritakistus on võrdelised temperatuuriga*alfa=p-p0/p0t*suurus p-p0/p0 on eritakistuse suhteline muutus*takistuse temperatuuritegur näitab, kui suur on takistuse või eritakistuse suhteline muutus.0 kraadi juures temperatuuri tõusmisel ühe kraadi võrra*takistuse temperatuuriteguri ühikuks on üks pöördkraad e 1('C)astmes -1*kui p0 all mõista eritakistust mingil teisel temperatuuril siis muutub ka alfa*metallidel on takistuse temperatuuride tegur reeglina positiivne metallidel alfa on suurem kui 0*temperatuuri tõusmisel metallide takistus suureneb*pooljuhtidel esineb ka negatiivseid alfa väärtusi*pooljuhtidel võib takistus temperatuuri tõusmisel vähendeda
ristlõike pindala* triivliikumise kiirus. 2. Mida näitab takistus ja kuidas sõltub see juhi mõõtmetest ja temp-st? Takistus näitab, kui suurt takistatavat mõju avaldab antud keha elektrivoolule. Mõõdetakse oomides, tähistatakse suure R-iga. Takistus on võrdeline juhi pikkusega ning pöördvõrdeline pindalaga, samuti sõltub eritakistustest. Temperatuurist sõltub takistus tänu temperatuuritegurile. Positiivse temperatuuriteguri korral takistus suureneb temperatuuri tõustes ning negatiivse temperatuuriteguri korral temperatuuri tõustes, takistus väheneb. Mida suurem on pindala, seda väiksem on takistus. 3. Mis on ülijuhtivus ning mis on kõrgtemperatuuriline ülijuht? Ülijuhtivus on nähtus, kus absoluutse nulltemperatuuri lähedastel temperatuuridel takistus praktiliselt kaob. Kõrgtemperatuuriline ülijuht on aine, mille ülijuhtivus tekib kõrgemal temperatuuril
vabaliige = eine Graafik Kelvinites 1/(273*+temp) Pooljuht tõus = Pooljuhi takistuse logaritm vabaliige = Y-telg Boltzmanni konstant ln(pooljuht) 9.1762250043 Takistuse temperatuuriteguri α leidmine metalli k 9.1478796906 Graafiku tõus = α * Ro seega a = α * b 9.0746695495 0.003663 a 9.0017528655 8.9263713974 b 8.8553925072 2 2
b) temperatuuri muutmisel – tõstmisel lähteainete, alandamisel saaduste suunas c) CO, O2 ja CO2 kontsentratsioonide muutmisel – saaduste-saaduste-lähteainete 4. Mitu korda kasvab reaktsioonikiirus, kui temperatuuritegur γ = 3 ja temperatuuri tõsta 20 °C võrra? [9 korda] t 2−t 1 10 v t =v t ∗γ 2 1 vt 32= 2 vt 1 5. Milline on reaktsiooni temperatuuriteguri väärtus, kui temperatuuri tõstmisel 20 °C juurest 40 °C-ni kasvas reaktsioonikiirus 16 korda? [γ = 4] 2 γ =16❑ γ =4 ⇒ 6. Arvutada reaktsiooni temperatuuritegur, kui 30 °C juures kulus reaktsiooni toimumiseks 5 minutit, 50 °C juures aga 80 sekundit. [γ = 1,9] 1 1 1 3 γ 2= =3,75❑ γ=1,9 1 ⇒ 5 7. Kui palju aega kulub reaktsiooni toimumiseks 15 °C juures, kui 25 °C juures kulus selleks
ku aktivatsioonienergia arvutamine. ühendusjuhtmed. Töö teoreetilised alused. Küllalt laias temperatuurivahemikus sõltub juhi takistus temperatuurist järgmiselt: R = (1 + t ) [1] Kus Ro on takistus 0 oC juures, t on temperatuur oC ja on takistuse temperatuuritegur 1 1 (punastel metallidel 273 K ). Takistuse temperatuuriteguri leidmiseks on otstarbekas mõõta takistus kahel erineval temperatuuril R 1 = R o (1 + t 1 ) , R 2 = R o (1 + t 2 ) . Viimase avaldise läbijagamisel ja teisendamisel saame R1 - R 2 = R 1t 2 - R 2 t1 [2] Vaatame pooljuhi elektrijuhtivust. Kui pooljuhis elektron saab energia W, siis läheb ta juhtivustsooni. Valentstsoonis tekib vakantne koht nn. auk, mille võib peaaegu energiakaota täita mõne teine valentstsooni elektron
neli korda. t 2−t 1 10 Selle reegli matemaatiline valem: v t =v t ∙ γ 2 1 Leian antud katses iga temperatuurivahemikul eraldi temperatuuritegurid. 2,2 γ 1= =1,6 9 1,3 3,7 γ 2= =1,6 8 2,2 7 ,7 γ 2= =2,0 8 3,7 Ning nendest leian keskmise temperatuuriteguri. 1,69+1,68−2,08 γ keskmine = =1,8 2 3 Kokkuvõte ja järeldused Reaktsioon toimub seda kiiremini, mida suurem on lähteaine (Na 2S2O3) kontsentratsioon. Reaktsioon Na2S2O3 suhtes on esimest järku. Uuritud reaktsiooni kiirus tõusis temperatuuri tõstmisel 10°C kaupa keskmiselt 1,82 korda.
q ristlõikepinda. VALEM: I= t 4.Mida näitab takistus ja kuidas sõltub juhi mõõtmetest ja temperatuurist?ül- Takistus näitab, kui suurt takistatavat mõju avaldab antud keha elektrivoolule. Mõõdetakse oomides, tähistatakse suure R-iga. Takistus on võrdeline juhi pikkusega ning pöördvõrdeline pindalaga, samuti sõltub eritakistustest. Temperatuurist sõltub takistus tänu temperatuuritegurile. Positiivse temperatuuriteguri korral takistus suureneb temperatuuri tõustes ning negatiivse temperatuuriteguri korral temperatuuri langedes, takistus väheneb.Mida suurem on pindala, seda väiksem on takistus. 5.Mis on ülijuhtivus?- Ülijuhtivus on nähtus kus mõnedel ainetel temp. 0 kelvini lähistel eritakistus praktiliselt kaob. 6.Mis on kõrgtemp ülijuht?- Kõrgtemperatuuril juht on aine, mille ülijuhtivus algab kõrgemal temperatuurist kui 25 kelvinit. 7.Mis on jadaühendus
q ristlõikepinda. VALEM: I= t 4.Mida näitab takistus ja kuidas sõltub juhi mõõtmetest ja temperatuurist?ül- Takistus näitab, kui suurt takistatavat mõju avaldab antud keha elektrivoolule. Mõõdetakse oomides, tähistatakse suure R-iga. Takistus on võrdeline juhi pikkusega ning pöördvõrdeline pindalaga, samuti sõltub eritakistustest. Temperatuurist sõltub takistus tänu temperatuuritegurile. Positiivse temperatuuriteguri korral takistus suureneb temperatuuri tõustes ning negatiivse temperatuuriteguri korral temperatuuri langedes, takistus väheneb.Mida suurem on pindala, seda väiksem on takistus. 5.Mis on ülijuhtivus?- Ülijuhtivus on nähtus kus mõnedel ainetel temp. 0 kelvini lähistel eritakistus praktiliselt kaob. 6.Mis on kõrgtemp ülijuht?- Kõrgtemperatuuril juht on aine, mille ülijuhtivus algab kõrgemal temperatuurist kui 25 kelvinit. 7.Mis on jadaühendus
fotokatoodi või pooljuhi valgustamisel tekkival fotoefektil. Termistor ehk termotakisti on termoelektriline pooljuhtseadis, mille takistus sõltub tugevalt ja mittelineaarselt temperatuurist. Seega on termistoril suur takistuse temperatuuritegur. Sõltuvalt valmistamiseks kasutatud materjalidest võib see tegur olla positiivne (PTC) või negatiivne (NTC). Positiivse temperatuuriteguriga termistoridel ehk PTC-termistoridel on temperatuuriteguri absoluutväärtus enamasti kuni 30 %/K, negatiivse temperatuuriteguriga termistoridel ehk NTC-termistoridel 2 ...10 %/K.. Transistor (ingl transfer üle kandma + resistor takisti) on kolme või enama väljaviiguga pooljuhtseadis, mida kasutatakse elektrisignaalide tekitamiseks, võimendamiseks, muundamiseks ja lülitamiseks. Transistori abil saab ühe elektrisignaali abil juhtida ehk tüürida teist elektrisignaali. Laserid on eriliiki valgusallikad, milles
2010/2011. õ.a. KEVADSEMESTER ______________________________________________________________________ 4. Piirmäärimisega liugelaagri tööea arvutus [Allikas: www.daemar.com] Tabelid 3-7 pv (N/mm2 · m/s) Tabel 3. Koormusliigiteguri väärtused [Allikas: www.daemar.com] Meil on tegemist esimese juhuga, Ka = 400 Tabel 4. Temperatuuriteguri väärtused [Allikas: www.daemar.com] Meil on piirmäärimisega liugelaager, eeldame et ekspluateeritakse toatemperatuuril ja jahutus on hea. Siis fc = 1 Tabel 5. Tapi materjalitegurite väärtused (piirmäärimisega liugelaager) [Allikas: www.daemar.com] 6 MHE0042 MASINAELEMENDID lI TTÜ MEHHATROONIKAINSTITUUT
1 30 0,6166666666667 1,62162162153 2 40 0,2833333333333 3,52941176470 3 50 0,1666666666667 5,99999999999 4 60 0,0666666666667 14,9999999999 Katsearvutused: Arvutan reaktsiooni keskmise temperatuuriteguri. Selleks leian algul kolmele tempetaruurivahemikule temperatuuritegurid eraldi, kasutades van't Hoffi reeglit 3,259 = 1,622 * 2) 5,999 = 3,259 * = 3,259 / 1,622 = 2,009 = 5,999 / 3,259 = 1,841 3) 14,999 = 5,999 * = 14,999 / 5,999 = 2,500 Keskmine: · = = 2,117 Järeldused: a) Reaktsioonikiirus lähteainete Na2S2O2 kontsentratsiooni suurendamisel kasvab, sest
tºC min-1 1 30 0,3 3,33 2 40 0,2 5 3 50 0,13 7,69 4 60 0,1 10 Katseandmete töötlus Reaktsiooni keskmise temperatuuriteguri k arvutamine: Leian van't Hoffi reegli põhjal temperatuuritegurid kolmele temperatuurivahemikule eraldi: => Nüüd arvutan k: Kokkuvõte ja järeldused Mida suurem on Na2S2O3 kontsentratsioon seda suurem on reaktsiooni kiirus. Reaktsiooni temperatuuri tõstmisel 10ºC võrra reaktsiooni kiirus kasvas 1,46 korda.
3 50 0,32 3,13 4 60 0,17 5,88 Reaktsioonikiiruse sõltuvus temperatuurist Järeldus Tabeli andmetest ja graafikult võib järeldada, et mida kõrgem on temperatuur, seda kiiremini reaktsioon toimub. Graafikult on näha, et tegemist on lineaarselt toimuva reaktsiooniga, seega on esimest järku reaktsioon. Keskmise temperatuuriteguri arvutamine: Kuna t2 – t1 on kolmel juhul 10, siis astendaja on 1. vt 1,52 vt 5,88 γ 1= 1 = =1,37 γ 3= 4 = =1,88 vt 2 1,1 vt 3
1 30C 25 0,04 2 40C 15 0,06 3 50C 10 0,1 4 60C 5 0,2 Graafik: Reaktsioonikiiruse v sõltuvus katse temperatuurist v = f (t) Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs: Keskmise temperatuuriteguri arvutamine: 1. 30-40 oC 0,006 = 0,041 1 1,5 2. 40-50 °C 0,1=0,06 2 21,67 3. 50-60 °C 0,2=0,1 3 32 Keskmine temperatuuritegur k Kokkuvõte või järeldused: a.) Reaktsioonikiirus on sõltuv Na2S2O3 kontsentratsioonist, mida rohkem on Na2S2O3-e lahuses, seda kiirem oli reaktsioon. Reaktsioon on Na2S2O3 suhtes esimest järku. b.) Uuritud reaktsiooni kiirus temperatuuri tõstmisel 10 oC võrra tõuseb umbes 1,73 korda.
1 10 = 1,43 1 = 1,89 1. 50 -40 3,7 2 10 = 2,7 2 = 1,37 2. 60-50 6,67 3 10 = 3,7 3 = 1,8 3. · Arvutan reaktsiooni keskmise temperatuuriteguri k 7 1,89 +1,37 +1,8 n =1,69 3 Järeldused Na2S2O3 suhteline Aeg Aeg Kiirus v kontsentratsioon min:sek min min-1 2,0 00:35 0,6 1,67
10 8 v, min -1 6 4 2 0 30 40 50 60 t, °C 5 Leian reaktsiooni keskmise temperatuuriteguri γk . Selleks leian van’t Hoffi reegli põhjal temperatuuritegurid kolmele temperatuurivahemikule eraldi ja siis võtan nendest keskmise. 𝑡2 −𝑡1 𝑡2 −𝑡1 𝑉𝑡2 𝛾1 + 𝛾2 + 𝛾3 𝑉𝑡2 = 𝑉𝑡1 ∗ 𝛾 10 →𝛾 10 = 𝛾𝑘 = 𝑉𝑡1 3 Temperatuurivahemik 30…40 °C
4 60 0,05 20 Reaktsioonikiiruse sõltuvus temperatuurist. 25 20 K i 15 i r 10 u 5 s 0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Temperatuur Järeldused Keskmise temperatuuriteguri arvutamine: V t2 γ= V t1 1 30-40 oC γ ≈ 2,5 1 2 40-50 °C γ2≈2 3 50-60 °C γ3≈2 Keskmine temperatuuritegur + γ 2+¿ γ γ1 3 2,5+ 2+ 2 3 =2,2 γk ≈ 3 ¿¿ Kokkuvõte või järeldused:
60 50 40 30 Reaktsioonikiirus 20 10 0 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Temperatuur ˚C Arvutan reaktsiooni keskmise temperatuuriteguri. Selleks leian algul kolmele tempetaruurivahemikule temperatuuritegurid eraldi, kasutades van’t Hoffi reeglit Vahemikus 30-40˚C: v 2 3,03 1 2,2 v1 1,38 Vahemikus 40-50˚C: v3 8,33 min 1 n 2 2,75 v2 3,03 min 1 Vahemikus 50-60˚C: v4 50 min 1 3 6 v3 8,33 min 1 Keskmine: 1 2 3 2,2 2,75 6
2 40C 0:23 2,61 3 50C 0:10 6 4 60C 0:08 7,5 Katseandmete töötlus ja tulemuste analüüs Katsetulemuste põhjal tabelis joonestan 2 graafikut. Ülesanne 2 Arvutan reaktsiooni keskmise temperatuuri . 30°C 40°C 40°C 50°C 50°C 60°C Arvutan keskmise temperatuuriteguri: 63 Ülesanne 3 Järeldused: 1) Reaktsioonikiirus on sõltuv Na2S2O3 kontsentratsioonist, mida rohkem on Na2S2O3 lahuses, seda kiirem oli reaktsioon. Reaktsioon on Na2S2O3 suhtes esimest järku. 2) Uuritud reaktsiooni kiirus temperatuuri tõstmisel 10 oC võrra tõuseb umbes 1,63 korda. Kokkuvõte Uurisin reaktsioonikiiruse sõltuvust lähteainete kontsentratsioonist ja reaktsioonikiiruse sõltuvust temperatuurist
v = l/t min-1 1 30 0,68 1,47 2 40 0,38 2,63 3 50 0,21 4,76 4 60 0,10 10,0 Katsearvutused: Arvutan reaktsiooni keskmise temperatuuriteguri. Selleks leian algul kolmele tempetaruurivahemikule temperatuuritegurid eraldi, kasutades van't Hoffi reeglit 1) 2,63 = 1,47 * 2) 4,76 = 2,63 * = 2,63 / 1,47 = 1,79 = 4,76 / 2,63 = 1,81 3) 10,0 = 4,76 * = 10,0 / 4,76 = 2,10 Keskmine: · = = 1,9 Järeldused: a) Reaktsioonikiirus lähteainete Na2S2O2 kontsentratsiooni suurendamisel kasvab, sest mida suurem on kontsentratsioon, seda rohkem osakesi on ruumalaühikus ning seda
6. Mida loetakse voolu suunaks? 7. Mida iseloomustab voolu tugevus? Valem. 8. Mida nimetatakse laengukandjate kontsentratsiooniks? Valem. 9. Millest ja kuidas sõltub voolutugevus juhis siseehitusest lähtudes? 10. Sõnasta Ohmi seadus vooluringi osa kohta. Valem. 11. Defineeri takistuse ühik 1. 12. Oska leida kogutakistust juhtide erineva ühenduse korral. 13. Millest ja kuidas sõltub juhi takistus? Valemid. 14. Selgita juhi eritakistuse mõistet. 15. Selgita takistuse temperatuuriteguri mõistet. 16. Kuidas ühendatakse ja milleks kasutatakse amper- ning voltmeetrit? 17. Milles seisneb ülijuhtivuse nähtus? 18. Joule`i-Lenzi seaduse sõnastus ja valem. 19. Elektrivoolu töö ja võimsuse arvutamise valemite tundmine ja nende kasutamise oskus ülesannete lahendamisel. 20. Ühikute 1kWh ja 1J seose tundmine. 21. Millise energia arvel toimub voolu tootmine erinevat tüüpi ,,vooluallikates"? 22. Vooluallika elektromotoorjõu mõiste ja arvutusvalem. 23
c) lähteainete tekke suunas 41. Mitu korda kasvab reaktsiooni kiirus, kui temperatuuritegur = 3 ja temperatuuri tõsta 20 kraadi võrra? t 2 - t1 ; vt 2 = 3 = 9 2 vt 2 = vt1 10 9 42. Milline on reakstiooni temperatuuriteguri väärtus, kui temperatuuri tõstmisel 20 kraadi juurest 40 kraadini kasvas reaktsiooni kiirus 16 korda? t 2 - t1 t 2 -t1 40 -20 vt 2 = vt1 10 ; 10 = 16 ; = 10 16 = 4 43. Arvutada reaktsiooni temperatuuritegur, kui 30 kraadi juures kulus reaktsiooni
c) lähteainete tekke suunas 41. Mitu korda kasvab reaktsiooni kiirus, kui temperatuuritegur = 3 ja temperatuuri tõsta 20 kraadi võrra? t 2 - t1 ; vt 2 = 3 = 9 2 vt 2 = vt1 10 9 42. Milline on reakstiooni temperatuuriteguri väärtus, kui temperatuuri tõstmisel 20 kraadi juurest 40 kraadini kasvas reaktsiooni kiirus 16 korda? t 2 - t1 t 2 -t1 40 -20 vt 2 = vt1 10 ; 10 = 16 ; = 10 16 = 4 43. Arvutada reaktsiooni temperatuuritegur, kui 30 kraadi juures kulus reaktsiooni
Katalüsaatorite mõju on selektiivne: katalüsaator kiirendab ainult kindlat reaktsiooni 1. Mitu korda kasvab reaktsiooni kiirus, kui temperatuuritegur γ = 3 ja temperatuuri tõsta 20 °C võrra? [9 korda] Temperatuuri tõstmine 10 o C võrra suurendab reaktsiooni kiirust kaks kuni neli korda. 20o C = 10+10 3 • 3=9 2. Milline on reaktsiooni temperatuuriteguri väärtus, kui temperatuuri tõstmisel 20 o C juurest 40 o C-ni kasvas reaktsioonikiirus 16 korda? [ γ = 4] Oletame, et algne kiirus oli 1. Siis kui teine kiirus oli 16 korda rohkem, siis vt2 = 16. x - temperatuuritegur. 16 = 1 x X^[(40-20)/10] 16 = X^2 X = +- 4 Kuna tegur ei saa olla negatiivne, siis õige väärtuseks on 4. 3. Arvutada reaktsiooni temperatuuritegur, kui 30 °C juures kulus reaktsiooni toimumiseks 5 minutit, 50 °C juures aga 80 sekundit. [ γ = 1,9]
Aine eritakistus on esitatav kujul = b / q2n , kus b on liikumise takistustegur laengukandjate suunatud liikumisel, q ühe laengukandja laeng ja n laengukandjate kontsentratsioon. Takistuse (eritakistuse) temperatuuritegur näitab, kui suur on antud aine eritakistuse suhteline muu- tus 0 0C juures temperatuuri tõusmisel ühe kraadi võrra. = ( - 0) /0 t. Sellest = 0 (1 + t). Takistuse temperatuuriteguri ühikuks on pöördkraad (0C) -1. Ülijuhtivas olekus aine eritakistus on praktiliselt null. Ülijuhtivus on võimalik vaid allpool kriitilist temperatuuri Tk. Joule'i-Lenzi seadus: Elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga, juhi takistusega R ja voolu kestusega t : Q = I 2 R t . Juhis tehtav töö on võrdeline voolutugevusega I, pingega U juhi otstel ja ajaga t : A = I U t .
Aine eritakistus on esitatav kujul = b / q2n , kus b on liikumise takistustegur laengukandjate suunatud liikumisel, q ühe laengukandja laeng ja n laengukandjate kontsentratsioon. Takistuse (eritakistuse) temperatuuritegur näitab, kui suur on antud aine eritakistuse suhteline muu- tus 0 0C juures temperatuuri tõusmisel ühe kraadi võrra. = ( - 0) /0 t. Sellest = 0 (1 + t). Takistuse temperatuuriteguri ühikuks on pöördkraad (0C) -1. Ülijuhtivas olekus aine eritakistus on praktiliselt null. Ülijuhtivus on võimalik vaid allpool kriitilist temperatuuri Tk. Joule'i-Lenzi seadus: Elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga, juhi takistusega R ja voolu kestusega t : Q = I 2 R t . Juhis tehtav töö on võrdeline voolutugevusega I, pingega U juhi otstel ja ajaga t : A = I U t .
Aine eritakistus on esitatav kujul = b / q n , kus b on liikumise takistustegur laengukandjate 2 suunatud liikumisel, q ühe laengukandja laeng ja n laengukandjate kontsentratsioon. Takistuse (eritakistuse) temperatuuritegur näitab, kui suur on antud aine eritakistuse suhteline muu- tus 0 0C juures temperatuuri tõusmisel ühe kraadi võrra. = ( - 0) /0 t. Sellest = 0 (1 + t). Takistuse temperatuuriteguri ühikuks on pöördkraad (0C) -1. Ülijuhtivas olekus aine eritakistus on praktiliselt null. Ülijuhtivus on võimalik vaid allpool kriitilist temperatuuri Tk. Joule'i-Lenzi seadus: Elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga, juhi takistusega R ja voolu kestusega t : Q = I 2 R t . Juhis tehtav töö on võrdeline voolutugevusega I, pingega U juhi otstel ja ajaga t : A = I U t .
annaabi.ee 
