Cách giải bài tập Hiện tượng nhiệt điện, Suất điện động nhiệt điện hay, chi tiết



A. Phương pháp & Ví dụ

Biểu thức suất điện động nhiệt điện: ζ = αT(T1 - T2) = αT (to1 - to2)

Trong đó:

   + αT là hệ số nhiệt điện động (μV/K)

   + T1 và T2 lần lượt là nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh.

Quảng cáo

Ví dụ 1: Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động αT = 6,5 μV/K được đặt trong không khí ở t1 = 20o C, còn đầu kia được nung nóng ở nhiệt độ t2.

a) Tìm suất điện động nhiệt điện khi t2 = 200oC

b) Để suất điện động nhiệt điện là 2,6 mV thì nhiệt độ t2 là bao nhiêu?

Hướng dẫn:

a) Suất điện động nhiệt điện khi t2 = 200oC:

E = αT(T2 - T1) = 6,5(200 - 20) = 1170(μV) = 1,17(mV)

b) Ta có: E = αT(T2 - T1) = αT (to2 - to1)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Ví dụ 2: Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động αT = 65 μV/K được đặt trong không khí ở 20oC, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 320oC. Tính suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện đó.

Hướng dẫn:

Đáp án: E = αT(T2 – T1) = 0,0195 V.

Ví dụ 3: Một mối hàn của cặp nhiệt điện nhúng vào nước đá đang tan, mối hàn kia được nhúng vào hơi nước sôi. Dùng milivôn kế đo được suất nhiệt điện động của cặp nhiệt điện là 4,25 mV. Tính hệ số nhiệt điện động của cặp nhiệt điện đó.

Quảng cáo

Hướng dẫn:

Đáp án: E = αT(T2 – T1) → αT = 42,5.10-6 V/K.

Ví dụ 4: Nhiệt kế điện thực chất là một cặp nhiệt điện dùng để đo nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp mà ta không thể dùng nhiệt kế thông thường để đo được. Dùng nhiệt kế điện có hệ số nhiệt điện động αT = 42 μV/K để đo nhiệt độ của một lò nung với một mối hàn đặt trong không khí ở 20oC còn mối hàn kia đặt vào lò thì thấy milivôn kế chỉ 50,2 mV. Tính nhiệt độ của lò nung.

Hướng dẫn:

Đáp án: E = αT(T2 – T1) → T2 = 1488 K = 1215o C.

B. Bài tập

Bài 1. Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động là 32,4 μV/K được đặt trong không khí, còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 330oC thì suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện này có giá trị là 10,044 mV.

a) Tính nhiệt độ của đầu mối hàn trong không khí.

b) Để suất nhiệt động nhiệt điện có giá trị 5,184 mV thì phải tăng hay giảm nhiệt độ của mối hàn đang nung một lượng bao nhiêu ?

a) Ta có: E = αT(T2 - T1) = αT(to2 - to1)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Ta có: E = αT(T2 - T1) = αT(to2 - to1)

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

   + Vậy phải giảm nhiệt độ mối hàn nung nóng một lượng là: Δto = 330o - 180o = 150o

Bài 2. Cặp nhiệt điện Sắt – Constantan có hệ số nhiệt điện động αT = 50,4 μV/K và điện trở trong r = 0,5Ω. Nối cặp nhiệt điện này với điện kế G có điện trở RG = 19,5 Ω. Đặt mối hàn thứ nhất vào trong không khí ở nhiệt t1 = 27oC, nhúng mối hàn thứ hai vào trong bếp điện có nhiệt độ 327oC. Cường độ dòng điện chạy qua điện kế G là

Quảng cáo

   + Suất nhiệt điện động: ET = αT|T2 - T1| = 50,4(327 - 27) = 15120(μV) = 15,12(mV)

   + Dòng điện qua điện kế:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Bài 3. Hai dây dẫn có hệ số nhiệt điện trở α1, α2 ở 0oC có điện trở R01, R02. Tìm hệ số nhiệt điện trở chung của hai dây khi chúng mắc:

a) Nối tiếp.

b) Song song.

Điện trở 2 dây dẫn ở nhiệt độ t: R1 = R01(1 + α1t); R2 = R02(1 + α2t) (với α1t, α2t << 1)

Gọi R0 là điện trở chung của hai dây dẫn ở 0oC; α là hệ số nhiệt điện trở chung của hai dây dẫn. Điện trở chung của hai dây dẫn ở nhiệt độ t là: R = R0(1 + αt) (1)

a) Khi mắc nối tiếp: R = R1 + R2 = R01(1 + α1t) + R02(1 + α2t)

⇒ R = (R01 + R02) + (R01α1 + R02α2)t

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Từ (1) và (2) suy ra:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

b) Khi mắc song song:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Với α1, α2 << 1, ta có các công thức gần đúng:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

nên (1 + α1t)(1 + α2t) ≈ 1 + (α1 + α2)t

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Từ (1) và (3) suy ra:

Vật Lí lớp 11 | Chuyên đề: Lý thuyết - Bài tập Vật Lý 11 có đáp án

Xem thêm các dạng bài tập Vật Lí lớp 11 có trong đề thi THPT Quốc gia khác:

Ngân hàng trắc nghiệm lớp 11 tại khoahoc.vietjack.com

GIẢM GIÁ 75% KHÓA HỌC VIETJACK HỖ TRỢ DỊCH COVID

Đăng ký khóa học tốt 11 dành cho teen 2k4 tại khoahoc.vietjack.com

Đã có app VietJack trên điện thoại, giải bài tập SGK, SBT Soạn văn, Văn mẫu, Thi online, Bài giảng....miễn phí. Tải ngay ứng dụng trên Android và iOS.

Nhóm học tập facebook miễn phí cho teen 2k4: fb.com/groups/hoctap2k4/

Theo dõi chúng tôi miễn phí trên mạng xã hội facebook và youtube:

Nếu thấy hay, hãy động viên và chia sẻ nhé! Các bình luận không phù hợp với nội quy bình luận trang web sẽ bị cấm bình luận vĩnh viễn.


dong-dien-trong-kim-loai.jsp


2004 - Toán Lý Hóa