شیمی سطح: متوسط

گرم شدن سیم ظرفشویی در مدار

⏱ 5 دقیقه زمان اجرا 🧪 0 قلم وسیله لازم
▶

درباره‌ی آزمایش

‫در این آزمایش، هدف بررسی تأثیر عبور جریان الکتریکی از یک رسانا و مشاهده تغییرات دمایی آن است.

سیم ظرف‌شویی معمولاً از رشته‌های بسیار نازک فلزی ساخته شده است. هنگامی که جریان الکتریکی از این رشته‌ها عبور می‌کند، به دلیل مقاومت الکتریکی سیم، بخشی از انرژی الکتریکی به انرژی گرمایی تبدیل می‌شود. این پدیده را اثر گرمایی جریان الکتریکی یا اثر ژولی می‌نامند.

با عبور جریان از سیم ظرف‌شویی، دمای آن افزایش پیدا می‌کند و در صورت عبور جریان کافی، ممکن است رشته‌های فلزی سرخ شوند یا حتی جرقه‌های کوچکی ایجاد شود.

میزان گرمای تولیدشده به عواملی مانند مقاومت الکتریکی سیم، شدت جریان و مدت‌زمان عبور جریان بستگی دارد.

مراحل اجرا

  • ‫ابتدا مقدار کمی از سیم ظرف‌شویی را جدا کرده و آن را به‌صورت یک رشته نازک آماده می‌کنیم.
  • سیم ظرف‌شویی را روی یک سطح نسوز و غیرقابل اشتعال قرار می‌دهیم.
  • با استفاده از سیم‌های رابط، سیم ظرف‌شویی را در مسیر مدار الکتریکی قرار می‌دهیم.
  • مدار را به یک منبع تغذیه DC با ولتاژ پایین و محدودکننده جریان متصل می‌کنیم.
  • پیش از روشن کردن مدار، اتصالات را بررسی کرده و از ایمن بودن آن‌ها اطمینان حاصل می‌کنیم.
  • با وصل کردن کلید مدار، جریان الکتریکی از سیم ظرف‌شویی عبور می‌کند.
  • در اثر مقاومت الکتریکی سیم، انرژی الکتریکی به گرما تبدیل شده و دمای رشته‌های فلزی افزایش پیدا می‌کند.
  • تغییرات دمایی و در صورت مشاهده، تغییر رنگ رشته‌های فلزی را بررسی می‌کنیم.
  • پس از مشاهده اثر گرمایی، مدار را قطع کرده و اجازه می‌دهیم سیم کاملاً خنک شود.
  • در پایان، مشاهدات خود را ثبت کرده و درباره علت گرم شدن سیم ظرف‌شویی توضیح می‌دهیم.