To tylko jedna z 6 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Wydział : Elektryczny Kierunek: Elekroautomatyka Okrętowa Temat : Pomiar ładunku elementarnego oraz stosunku e/m Uwagi : Ocena : Temat: Pomiar ładunku elementarnego oraz stosunku e/m 1 Wstęp teoretyczny Każdą cząstkę elementarną charakteryzujemy zespołem liczb kwantowych, do których m.in. należą: masa spoczynkowa, ładunek elektryczny, spin i moment magnetyczny, liczba barionowa, liczba leptonowa, dziwność, parzystość i hiperładunek. Masy spoczynkowe cząstek elementarnych dostarczają jednego ze sposobów ich kwalifikacji. W rzeczywistości żadnej cząstki elementarnej nie obserwowano w spoczynku, toteż masy ich musi się wyznaczyć metodami dynamicznymi. Ładunki elektryczne cząstek elementarnych, jąder i atomów są równe 0 albo stanowią dodatnie lub ujemne całkowite wielokrotności podstawowego ładunku elektronu. Wniosek o istnieniu kwantyzacji ładunku elektrycznego wysunięty został już przez Coulomba. Wśród cząstek elementarnych wyjątkową pozycje zajmuje elektron, który był pierwszą cząstką elementarną odkrytą w przyrodzie. Jest on powszechnym nośnikiem ładunku elektrycznego oraz ponosi odpowiedzialność za występowanie wszystkich reakcji i związków chemicznych. Ładunek elementarny można wyznaczyć metodą bezpośrednią podaną przez Millikana lub metodą pośrednią opartą na prawach elektrolizy. W elektrolicie każdy jon dodatni pierwiastka jednowartościowego jest atomem zjonizowanym, niosącym jeden elementarny ładunek dodatni; wynika to stąd, że jeden mol danego pierwiastka jednowartościowego zawiera N jonów, gdzie „N” jest liczbą Avogadra . Z praw elektrolizy wiadomo, że jeden mol pierwiastka jednowartościowego przenosi ładunek elektryczny równy stałej Faradaya „F”. Wartość ładunku można zatem obliczyć z zależności: e F N = 2 Ćwiczenie 1 Wyznaczanie ładunku elementarnego metodą Faradaya: Użyte przyrządy - woltametr - kwas siarkowy H2SO4 - miarka - zasilacz prądu stałego - do obliczeń użyto programu Mathcad Do wykonania ćwiczenia wykorzystano woltametr napełniony 15% roztworem wodnym kwasu siarkowego. Otworzono kraniki w celu wyrównania poziomu cieczy a następnie nakręcono je. W celu rozpoczęcia procesu elektrolizy załączono źródło prądu, jednocześnie włączając stoper. Gdy różnica w wysokości słupka wody nad katodą rurką środkową wynosiła
(…)
… elektronu:
I *t * R *T
N *V * ( p A + ρ * g * h − pw )
e=
gdzie:
I - natężenie prądu;
N - liczba Avogadra
ρ - gęstość elektrolitu
pA - ciśnienie atmosferyczne
t - czas elektrolizy
h - różnica poziomów elektrolitu
pw - prężność pary wodnej w temp. T
Woltametr
Dysocjacja kwasu siarkowego
H2SO4 → 2H++SO4--
Zestawienie wyników
t
h
V
I
e
[s]
317,97
423,25
437,47
[cm3]
22,5
27,5
28
[mm]
24
29,5
29,5
[A]
0,5
0,5
0,5
[C]*10-19
2,805
3,035
3,079
Obliczenia ( w jednostkach zgodnych z układem SI )
I 0.5 [A] V 22.5. 10 6 [m3] T 293 [K] t 318 [s] h 0.24 [m] R 8.314 [J/mol*K]
N 6.02252. 1023 [1/mol] p w 2000 [N/m 2] p A 101325 [N/m 2] ρ 1101 [kg/m 3] g 9.81[m/s2]
I. t. R. T
e
e = 2.805 10 19
N . V. p A ρ . g. h p w
I 0.5
V 27.5. 10 6
p w 2000 p A 101325
T 293
t 423
h 0.295
R 8.314
ρ 1101 g 9.81
I. t. R. T
e = 3.035…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)