Характеристика и описание лабораторной установки.

Лабораторная работа выполняется на виртуальном лабораторном стенде, принципиальная схема которого изображена на рисунке 4. Назначение отдельных элементов стенда разъяснено далее по тексту.

Рисунок 4- Вид стенда на экране

На рабочем столе стенда размещены тигли 1 с исследуемыми металлами, клещи 2 для помещения тиглей в камеру муфеля, муфельная печь 3, индикатор температуры печи 6 и включатель нагрева 5. Также имеется кнопка 4 для отображения окна ввода результатов измерения:

Образец (в любом порядке) помещается в печь при помощи щипцов. Для выполнения этого действия необходимо на клещах нажать (и удерживать) левую кнопку мыши, далее поднести клещи к выбранному образцу (при этом автоматически произойдет захват тигля клещами) и перетащить клещи с тиглем к зеву печи. При этом прорисуется внутренний вид камеры, и станет видна термопара, выступающая из дна камеры.

Тигель должен быть пронесен в камеру над термопарой и опущен на нее (Рисунок 5). После опускания тигля на термопару для "прекращения захвата" надо, не двигая указатель мыши, щелкнуть левой кнопкой. Тигель останется установленным в камере. Если поставить тигель "мимо" термопары, то он останется в камере, но измерение температуры будет некорректным. Если при внесении тигля в камеру не поднять его вверх, то термопара будет повреждена, выполнение работы в этом случае будет невозможно (необходимо вернуть образец на место и повторить установку).

Рисунок 5 - Схема внесения тигля

Нагрев камеры может быть включен при любом положении дверцы камеры, но нагрев камеры при открытой дверце происходит очень медленно. При открывании дверцы нагрев всегда отключается автоматически. Остывает камера с открытой дверцей значительно быстрей, чем с закрытой.

Поскольку термопара с правильно установленным тиглем измеряет температуру не камеры, а металла в тигле, по задержке в изменении температуры с течением времени можно определить наличие фазового перехода в металле, что и используется в данной работе для определения температур плавления и кристаллизации.

Порядок выполнения работы.

1. Запустить работу. При старте работы температура печи имеет случайное значение. Если начальная температура превышает 200С, необходимо открыть дверцу камеры и дождаться остывания печи до температуры, менее 200С. (При выполнении работы можно пользоваться функцией "скачок во времени".)

2. Поместить выбранный образец в камеру. Закрыть дверцу камеры и включить нагрев. Следя за изменением показаний термометра, зафиксировать температуру плавления. Желательно записывать показания термометра каждые 1015 сек, в этом случае лучше заметно изменение динамики роста температуры. Фиксация температуры плавления требует повышенного внимания, т.к. плавление происходит за 3040 сек, и при отсутствии внимания может быть пропущено. После завершения плавления необходимо дождаться нагрева расплава до температуры, превышающей температуру плавления на 2040С, после чего нагрев необходимо выключить.

3. Наблюдая за температурой при остывании зафиксировать температуру кристаллизации. Остывание может проходить как при открытой, так и при закрытой дверце. При открытой дверце процесс идет быстрее, но требуется повышенное внимание для фиксации момента, когда некоторое время не будет происходить изменение температуры металла (т.е. когда происходит кристаллизация).

4. Действия пунктов 2 и 3 провести для остальных образцов. В случае сомнений в правильности проведенных измерений, опыт может быть повторен с любым образцом.

5. После определения температур плавления/кристаллизации для всех образцов, необходимо нажать кнопку 4 и заполнить появившуюся таблицу, соответственно номерам образцов. Тип металла, соответствующего номеру тигля, определить по справочным данным температур кристаллизации (см. таблицу 1 в приложении к работе).

Приложение 1.

Таблица 1- Теоретическая температура затвердевания исследуемых металлов

Металл	Точка затвердевания, ºС, при давлении 101,325 кПа (760 мм рт. ст.)
Олово	231,96
Свинец	327,50
Цинк	419,58