Ch Nh t, 04 Thang M i Môt 2012ủ ậ ươ
H và tên: Nguy n Văn Lêọ ễ
L p: CTM3 - K13ớ
Nguyên Lý C tắ
CÁC PH NG PHÁP XÁC Đ NH NHI T C T. ƯƠ Ị Ệ Ắ
Qua nghiên c u và t th c t c t g t ta th y r ng nhi t c t có nh h ng r tứ ừ ự ế ắ ọ ấ ằ ệ ắ ả ưở ấ
l n đ n quá trình c t, do v y c n ph i xác đ nh đ c đ l n c a chúng trong nh ngớ ế ắ ậ ầ ả ị ượ ộ ớ ủ ữ
tr ng h p c t g t c th . ườ ợ ắ ọ ụ ể
Tuỳ thu c vào m c đích nghiên c u mà ta có th xác đ nh nhi t c t trên dao,ộ ụ ứ ể ị ệ ắ
trên chi ti t, trên phoi ho c môi tr ng chung quanh.ế ặ ở ườ
S phân tích lý thuy t v s thu nh n nhi t c a quá trình c t cho kh năngự ế ề ự ậ ệ ủ ắ ả
đánh giá đ oc nh h ng c a các thông s c b n có liên quan đ n quá trình c t đ nự ả ượ ủ ố ơ ả ế ắ ế
s xu t hi n và s d n nhi t khi c t, tuy nhiên vi c xác đ nh s thu nh n nhi t b ngự ấ ệ ự ẫ ệ ắ ệ ị ự ậ ệ ằ
tính toán là r t khó và không chính xác nên ch th ng đ c áp d ng khi vi c đo đ cấ ỉ ườ ượ ụ ệ ạ
nhi t đ tr c ti p khó khăn ho c không th ti n hành đ c.ệ ộ ự ế ặ ể ế ượ
Ngày nay v i s phát tri n c a các ngành khoa h c, k thu t đo nhi t nóiớ ự ể ủ ọ ỹ ậ ệ
chung và đo nhi t c t nói riêng ngày càng hoàn h o. Do v y vi c xác đ nh nhi t c tệ ắ ả ậ ệ ị ệ ắ
b ng cách đo là ph bi n. Tuy nhiên v i m c tiêu nghiên c u, ng i ta còn ti n hànhằ ổ ế ớ ụ ứ ườ ế
xác đ nh nhi t c t b ng tính toán.ị ệ ắ ằ
I. Xác đ nh nhi t c t b ng ph ng pháp đo.ị ệ ắ ằ ươ
Vi c đo nhi t c t có th th c hi n theo nhi u ph ng pháp.ệ ệ ắ ể ự ệ ề ươ
1. Đo nhi t c t thông qua đo nhi t l ng phoi c t.ệ ắ ệ ượ ắ
Ph ng pháp này đ n gi n, d s d ng và th c hi n nh ng k t qu đo ítươ ơ ả ễ ử ụ ự ệ ư ế ả
chính xác.
D a vào đ nh lu t b o toàn năng l ng: trong h cân b ng v nhi t thì l ngự ị ậ ả ượ ệ ằ ề ệ ượ
nhi t to ra b ng l ng nhi t thu vào, ta xây d ng h th ng thí nghi m nh sau:ệ ả ằ ượ ệ ự ệ ố ệ ư
Dùng bình đ ng n c 1 có ng 2 đ h ng phoi khi c t. Bình đ c cách nhi tự ướ ố ể ứ ắ ượ ệ
v i môi tr ng nh l p chân không gi a bình và võ 3. N c trong bình 1 đ c xácớ ườ ờ ớ ữ ướ ượ
đ nh có kh i l ng mị ố ượ n, t nhi t cỷ ệ n v i nhi t đ ban đ u ớ ệ ộ ầ θ0. Bình đ c đ t sát vào vượ ặ ị
trí c t và tr c ti p h ng l y phoi c t r i xu ng. Nhi t l ng t phoi s to ra làmắ ự ế ứ ấ ắ ơ ố ệ ượ ừ ẽ ả
cho nhi t đ n c trong bình tăng lên khi h cân b ng v nhi t ta đo đ c nhi t đệ ộ ướ ệ ằ ề ệ ượ ệ ộ
c a toàn h b ng nhi t k 4. Đ đ m b o nhi t đ trong bình đ ng đ u dùng cánhủ ệ ằ ệ ế ể ả ả ệ ộ ồ ề
khu y 5 đ khu y n c.ấ ể ấ ướ
N u g i nhi t đ c a phoi khi c t c n xác đ nh là ế ọ ệ ộ ủ ắ ầ ị θf và nhi t đ nhi t k đoệ ộ ệ ế
đ c khi h cân b ng là ượ ệ ằ θk, kh i l ng phoi trong bình h ng đ c là mố ượ ứ ượ f, t nhi t cỷ ệ f.
Theo nguyên lý cân b ng nhi t l ng thì nhi t l ng phoi to ra b ng nhi t l ngằ ệ ượ ệ ượ ả ằ ệ ượ
n c nh n đ c, do v y ta có:ướ ậ ượ ậ
Suy ra:
2. Đo nhi t c t d a theo nguyên lý pin nhi t đi n (c p ng u nhi t)ệ ắ ự ệ ệ ặ ẫ ệ
Nguyên lý c a ph ng pháp này d a trên hi n t ng nhi t đi n. Khi nungủ ươ ự ệ ượ ệ ệ
nóng đ u n i c a hai dây d n t hai kim lo i khác nhau thì xu t hi n trên đ u cu iầ ố ủ ẫ ừ ạ ấ ệ ầ ố
t do c a dây d n m t l c nhi t đi n đ ng t l thu n v i nhi t đ c a ch n i.ự ủ ẫ ộ ự ệ ệ ộ ỷ ệ ậ ớ ệ ộ ủ ỗ ố
T đó suy ra b ng vi c đo l c nhi t đi n đ ng có th xác đ nh nhi t đ t i vùngừ ằ ệ ự ệ ệ ộ ể ị ệ ộ ạ
ti p xúc c a hai kim lo i này. T i đ u dây đ u n i b nung nóng làm cho có s traoế ủ ạ ạ ầ ầ ố ị ự
đ i đi n tích nên trong dây d n xu t hi n các đi n tích khác d u, n u n i kín m chổ ệ ẫ ấ ệ ệ ấ ế ố ạ
thì trong m ch s sinh m t dòng nhi t đi n; ta có th dùng mili volt k đ đo đi nạ ẽ ộ ệ ệ ể ế ể ệ
th trong m ch.ế ạ
Theo nguyên lý này, vi c đo nhi t c t có th theo nhi u ph ng án khác nhau.ệ ệ ắ ể ề ươ
a. Ph ng án pin nhân t o (hai kim lo i riêng bi t). ươ ạ ạ ệ
Khoan vào d ng c m t l có đ ng kính kho ng 1-2mm sát mũi dao và cáchụ ụ ộ ỗ ườ ả
m t tr c dao kho ng f=0,2mm. Đ t vào đáy l khoan đ u nóng c a c p pin nhi tặ ướ ả ặ ỗ ầ ủ ặ ệ
đi n ví d nh c p kim lo i s t và konstantan. C p pin nhi t đi n đ c cách đi nệ ụ ư ặ ạ ắ ặ ệ ệ ượ ệ
v i dao. Hai đ u ngu i đ c n i v i đ ng h mV k . Thông qua hi u đi n th đ cớ ầ ộ ượ ố ớ ồ ồ ế ệ ệ ế ọ
đ c trên đ ng h ta xác đ nh đ c nhi t đ t i đi m sát đáy l .ượ ồ ồ ị ượ ệ ộ ạ ể ỗ
Ph ng án này có u đi m là đo đ c nhi t đ t i b t kỳ đi m nào trên dao,ươ ư ể ượ ệ ộ ạ ấ ể
chi ti t. Nh ng có nh c đi m l n là vi c chu n b công phu và ph c t p, s l n thíế ư ượ ể ớ ệ ẩ ị ứ ạ ố ầ
nghi m b h n ch do m t tr c b mòn, nhi t đ đo đ c không ph i trên m tệ ị ạ ế ặ ướ ị ệ ộ ượ ả ặ
tr c dao nh mong mu n.ướ ư ố
b. Ph ng án pin n a nhân t o (có m t kim lo i ngo i lai)ươ ử ạ ộ ạ ạ
c. Ph ng án pin t nhiên.ươ ự
Trong ph ng án này c hai thành ph n c a pin đ u do v t li u dao và v tươ ả ầ ủ ề ậ ệ ậ
li u gia công t o nên. L c nhi t đi n đ ng xu t hi n t l thu n v i nhi t đ trungệ ạ ự ệ ệ ộ ấ ệ ỷ ệ ậ ớ ệ ộ
bình c a các đi m ti p xúc gi a v t li u gia công và v t li u dao. Ph ng án nàyủ ể ế ữ ậ ệ ậ ệ ươ
c n ph i cách đi n d ng c và chi ti t đ ng th i chú ý đ nhi t đ c a nh ng đi mầ ả ệ ụ ụ ế ồ ờ ể ệ ộ ủ ữ ể
gi a v t li u gia công và v t li u làm dao, n i n i máy đo, trong su t th i gian đo làữ ậ ệ ậ ệ ơ ố ố ờ
h ng s .ằ ố
Nh ng d ng c tho mãn t t nh t đi u ki n đo này là d ng c nguyên kh iữ ụ ụ ả ố ấ ề ệ ụ ụ ố
v t li u, n u dùng d ng c có g n các m nh h p kim c ng thì n i n i v t li u daoậ ệ ế ụ ụ ắ ả ợ ứ ơ ố ậ ệ
và than dao b nung nóng và xu t hi n ị ấ ệ “ng u nhi t ký sinh” ẫ ệ làm cho k t qu đo b saiế ả ị
l ch. Tuy nhiên ph ng án này có nh c đi m là đ i v i m t c p v t li u dao và chiệ ươ ượ ể ố ớ ộ ặ ậ ệ
ti t đ u ph i l p s đ chu n tr c khi đo.ế ề ả ậ ơ ồ ẩ ướ
Có th đi u ch nh đo nhi t đ b ng ng u nhi t tr c ti p (pin t nhiên) b ng ph ng ánể ề ỉ ệ ộ ằ ẫ ệ ự ế ự ằ ươ
hai dao. C p ng u nhi t đ c t o thành b ng hai v t li u làm dao khác nhau c a hai daoặ ẫ ệ ượ ạ ằ ậ ệ ủ
cùng vào c t. V t li u gia công t o gi a hai dao m t c u d n đi n. Các dao s d ng ph iắ ậ ệ ạ ữ ộ ầ ẫ ệ ử ụ ả
đ c cách đi n, cách nhi t. Khi c t ph i đ m b o cůng ch đ c t và ph i gi hai đi mượ ệ ệ ắ ả ả ả ế ộ ắ ả ữ ể
ngu i có nhi t đ nh nhau và không đ i. Ph ng án này ch c n ti n hành l p đ thộ ệ ộ ư ổ ươ ỉ ầ ế ậ ồ ị
chu n khi thay c p dao, còn khi thay chi ti t thì không c n.ẩ ặ ế ầ
d. Đo nhi t c t theo nguyên lý quang h c.ệ ắ ọ
ph ng pháp này khi c t tia nhi t phát ra t m t đi m nh t đ nh c a tr ng nhi t đỞ ươ ắ ệ ừ ộ ể ấ ị ủ ườ ệ ộ
c a chi ti t hay d ng c đ c b t b i hai th u kính và các thi t b t p trung tia nhi t,ủ ế ụ ụ ượ ắ ở ấ ế ị ậ ệ
nh n c ng đ tia quang nhi t, pin nhi t và đ ng h đo. ậ ườ ộ ệ ệ ồ ồ
Thu n l i chính c a ph ng pháp này là có th cho phép đ t đ c tính t ng quan v nhi tậ ợ ủ ươ ể ạ ượ ổ ề ệ
đ c a nh ng v trí khác nhau c a chi ti t gia công, dao và phoi, khi mà các ph ng phápộ ủ ữ ị ủ ế ươ
tr c đây không đo đ c. Nh ng ph ng pháp này có nh c đi m là khó đi u ch nh, l pướ ượ ư ươ ượ ể ề ỉ ắ
đ t khó khăn và d ng c t ng đ i ph c t p.ặ ụ ụ ươ ố ứ ạ
Ngoài ra ta có th đo nhi t b ng t bào quang. dây ph n t nh n nhi t là t bào quangể ệ ằ ế Ở ầ ử ậ ệ ế
ví d PbS (sunfit chì), th c ch t là đi n tr mà khi l sáng phóng x thì nó thay đ i đi nụ ự ấ ệ ở ộ ạ ổ ệ
tr không đáng k .ở ể
Tr c h t t bào nhìn th y qua l trên ngu n sáng. Ngu n sáng đ c đ t kho ng cáchướ ế ế ấ ỗ ồ ồ ượ ặ ở ả
khá xa đ đ m b o các tia sáng song song. Vì d ng c ti n v phía tr c do đó b m tể ả ả ụ ụ ế ề ướ ề ặ
tr t đi đ n đúng l và b t nó phía trên, c t m t ngu n s ng và t o ra s thay đ i đi n thượ ế ỗ ị ắ ấ ồ ả ạ ự ổ ệ ế
trong t bào quang.ế