Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ « ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΘΕΡΜΟΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΠΕΡΟΒΣΚΙΤΩΝ.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ « ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΘΕΡΜΟΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΠΕΡΟΒΣΚΙΤΩΝ."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ « ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΘΕΡΜΟΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΠΕΡΟΒΣΚΙΤΩΝ ΤΟΥ Mn ΣΕ ΥΨΗΛΕΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ » ΓΕΩΡΓΑΛΑΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ

2 k : θερμική αγωγή T0T0 T (t) Δείγμα Δειγματοφορέας Απλή σχηματική παράσταση ενός θερμιδόμετρου Κατά την θέρμανση του συστήματος (δείγμα-δειγματοφορέας) με βάση την διατήρηση της ενέργειας: ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΩΡΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ C tot (T) Μετά την θέρμανση: Στην περίπτωση που ο χρόνος εφησύχασης είναι μικρός (μη αμελητέες θερμικές απώλειες) για την μέτρηση της C tot εφαρμόζεται η μέθοδος της εφησύχασης (relaxation technique)

3 Σύμφωνα με την μέθοδο της εφησύχασης η θερμοχωρητικότητα υπολογίζεται από την σχέση: Όπου 1 ον ) ο χρόνος εφησύχασης προσδιορίζεται από την κλίση της ευθείας: t t=0t1t1 Τ T0T0 T(t 1 ) 2 ον ) η θερμική αγωγή υπολογίζεται από την σχέση: t t=0 t1t1 Τ T0T0 T

4 ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΑ ΤΟΥ ΕΝΕΡΓΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΤΟΥ ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΟΥ Τεχνικά χαρακτηριστικά του θερμιδομέτρου: Α) ‘’Κουπάκι’’ από Αl 2 O 3 (δειγματοφορέας) με m≈270mg και Ø ~ 7.25 mm Β) Ανάρτηση και η ηλεκτρική επαφή με την βάση πραγματοποιείται από σύρματα Pt-8%W με Ø=25μm Γ) Θερμόμετρο: σύρμα W – Heater: σύρμα Pt-8%W και τα δύο με Ø=25μm Δ) Βάση στήριξης αποτελείται από Al 2 O 3 ενώ ο ισοθερμικός θώρακας από Ti. E) Για τις ηλεκτρικές συνδέσεις χρησιμοποιούνται σύρματα Ag Ø=0.5mm. Τα δείγματα έχουν m ≈ g και για την βελτίωση της θερμικής επαφής δείγματος-δειγματοφορέα έγινε χρήση «φύλλου» χρυσού Ø ~45μm

5 ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Η μέθοδος που εφαρμόστηκε για την επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων είναι η μέθοδος της εφησύχασης (relaxation technique). Η πειραματική διαδικασία περιλαμβάνει τα παρακάτω βήματα : Α) Βαθμονόμηση του θερμομέτρου της αντίστασης W (δευτερεύον) με την βοήθεια θερμοστοιχείου τύπου K (Chromel-Alumel) τοποθετημένου στην βάση στήριξης του δειγματοφορέα. Η βαθμονόμηση πραγματοποιείται με πολυωνυμικό fitting των πειραματικών σημείων της συνάρτησης T W =f (W). Η απόκλιση των τιμών του fitting από από τα πειραματικά δεδομένα είναι μικρή.

6 Β) Πειραματικός προσδιορισμός του χρόνου εφησύχασης Ύπαρξη ενός μικρού χρόνου εφησύχασης που αποδίδεται στην υπερθέρμανση του θερμομέτρου του W κατά την εφαρμογή του θερμικού παλμού.

7 Γ) Μέτρηση θερμικής αγωγής I Pt-W R Pt-W R ’ Pt-W T0T0 T Διόρθωση στην μέτρηση της θερμικής αγωγής : Από την θερμική ισχύ που παρέχεται στην συνολική αντίσταση R ΟΛ =R PW +2·R ’ Pt-W πρέπει να αφαιρεθεί η θερμική ισχύς που απομακρύνεται από τις αντιστάσεις R ’ Pt-W

8 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ Με την βοήθεια υδραυλικής πρέσας συμπιέστηκαν δείγματα (bulk) από σκόνες ενώσεων που είχαν παρασκευασθεί με την «μέθοδο αντίδρασης στη στερεά κατάσταση» και υποβλήθηκαν σε P O2 ≈1 bar (αέρας) και P O2 ≈9* bar (Ar-4%H 2 +υδρατμοί). Ονομαστική χημική σύσταση Θερμική επεξεργασία Μετρήσεις (T= K) La 0.84 Sr 0.16 MnO 3+δ ( δ>0 )Τ= C / air / t=5h Θερμοχωρητικότητας LaMnO 3 (δ ≈ 0) Τ= C / Ar-4%H 2 ( παρουσία υδρατμών) / t=5h Θερμοχωρητικότητας DTA ρ (Τ) La 0.90 Pr 0.10 MnO 3 (δ ≈ 0) LaMn 0.95 Cr 0.05 MnO 3 (δ ≈ 0)

9 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Α) Μέτρηση θερμοχωρητικότητας, C SP38 (T) Δείγμα La 0.84 Sr 0.16 MnO 3+δ, δ>0 (SP38), m≈1.098 g Τα πειραματικά αποτελέσματα προσδιορίσθηκαν από τις τιμές των μετρήσεων της συνολικής θερμοχωρητικότητας με την αφαίρεση του πολυωνυμικού fitting των πειραματικών τιμών του υποβάθρου → C SP38 =C SP38 tot – C back Η σχετική απόκλιση των πειραματικών από τις θεωρητικές τιμές είναι < 8%

10 Β) Μέτρηση θερμοχωρητικότητας, C Pr0 (T), DTA ΔV(T), ρ (T) Δείγμα LaMnO 3, δ≈0 (Pr0), m≈1.164 g Οι κορυφές στις μετρήσεις C Pr0 και DTA αποδίδονται στην μετάβαση Jahn-Teller. Κατά την μετάβαση απορροφάται λανθάνουσα θερμότητα, L ~ εμβαδού που περικλείουν οι κορυφές (1 ης τάξης μετάβαση). Οι θερμοκρασία των κορυφών στις μετρήσεις C Pr0 και DTA σχεδόν ταυτίζονται ~ 735 K, ενώ βρίσκεται σε συμφωνία με την βιβλιογραφία. Κατά την μετάβαση παρατηρείται απότομη μείωση της ρ(T) σε θερμοκρασία Τ=Τ Jahn-Teller ≈ 735 K

11 Γ) Μέτρηση θερμοχωρητικότητας, C Pr0.10 (T), DTA ΔV(T), ρ (T) Δείγμα La 0,90 Pr 0.10 MnO 3, δ≈0 (Pr0.10), m≈ g

12 Δ) Μέτρηση θερμοχωρητικότητας, C LCM05 (T), DTA ΔV(T) Δείγμα LaMn 0.95 Cr 0.05 O 3, δ≈0 (LCM05), m≈ g

13 Χρόνοι εφησύχασης, τau (T), θερμική αγωγή, k (T) και μετρήσεις συνολικής θερμοχωρητικότητας C tot (T)

14 Προσδιορισμός της μεταβολής της εντροπίας ΔS κατά τις μεταβάσεις Jahn-Teller

15 ΒΑΣΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ


Κατέβασμα ppt "ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΤΟΜΕΑΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΣΤΕΡΕΑΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ « ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΘΕΡΜΟΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΠΕΡΟΒΣΚΙΤΩΝ."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google