การสร้างเครื่องมือวัดค่าสัมประสิทธิ์ซีเบคของของเหลว

Abstract

โครงงานนี้ได้ออกแบบและสร้างเครื่องมือวัดค่าสัมประสิทธิ์ซีเบคของของเหลว เครื่องมือวัดประกอบด้วยวงแหวนแก้ว ซึ่งประกบส่วนบนและล่างด้วยแผ่นแพลทินัม แวกซ์ดำถูกทาระหว่างวงแหวนแก้วกับแผ่นล่างเพื่อกันซึม โดยวางอยู่บนฐานทองเหลืองที่ตั้งบนแผงระบายความร้อน และมีภาชนะทองเหลืองก้นแบนวางบนแผ่นแพลทินัมแผ่นบน การวัดอุณหภูมิใช้เทอร์โมคัปเปิลชนิด K สอดไว้ที่ฐานทองเหลืองและก้นแบน วัดความต่างศักดิ์ระหว่างแผ่นแพลทินัมทั้งสองด้วยมัลติมิเตอร์ (Keithley 2700) ที่ติดตั้งสแกนเนอร์ (Keithley 7710) ทำการทดสอบเครื่องมือด้วยน้ำผสมกับสารคู่ควบรีดอกซ์ (Redox couple) คือลิเทียมไอโอไดด์ และไอโอดีนที่มีความเข้มข้น 0.4 โมลาร์ เพื่อเปรียบเทียบกับค่าที่เคยมีการ รายงานไว้แล้ว ซึ่งมีค่าเท่ากับ 530±40 μV/K [1] โดยทำการทดสอบทั้งหมดสามรอบ พบว่าค่าสัมประสิทธิ์ซีเบคเฉลี่ยมีค่าเท่ากับ -442±94, -520±140 และ -443±8 μV/K ตามลำดับ สรุปได้ว่าความแม่นยำและเที่ยงตรงของเครื่องมือวัดนี้ยังไม่ดีเท่าที่ควร จึงได้ทดลองวัดแบบรบกวนระบบ โดยนำสารละลายออกจากวงแหวนแก้ว แล้วทำความสะอาดวงแหวนแก้วและแผ่นแพลทินัมด้วยไอโซโพรพานอลก่อนทดลองครั้งถัดไปพบว่ามีค่าความคลาดเคลื่อนมาตรฐาน 22 μV/K ซึ่งน้อยกว่าการวัดแบบไม่รบกวนระบบ นอกจากนี้ระบบยังสามารถวัดลักษณะเฉพาะของความต่างศักย์-กระแสไฟฟ้าได้เมื่อนำตัวต้านทานปรับค่าได้มาต่อแบบอนุกรมกับสารละลาย ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าสารละลายที่มีความเข้มข้นของสารคู่ควบรีดอกซ์สูงจะมีความต้านทานภายในต่ำ และสารละลายที่มีความเข้มข้นของสารคู่ควบรีดอกซ์สูงจะมีค่ากำลังไฟฟ้าสูงสุดสูงตามไปด้วย กำลังไฟฟ้าสูงสุดมีค่ามากขึ้นเมื่อผลต่างของอุณหภูมิมีค่าสูงขึ้น