Alçak sıcaklıklar öz ısı krayostatı ve bakır metalinin öz ısısı

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, 4.2-300K sıcaklık aralığında katıların ısı kapasitelerini ölçebilmek için bir düzenek hazırlandı. Bu düzenekte sıcaklık ölçümleri, standart Pt ve Ge direnç termometrelerine göre kalibre ettiğimiz GaAs diyot ile yapıldı. Diyotun hassasiyeti, oda sıcaklığı ile sıvı azot sı- - 1 -1 caklığı arasında 2.7 mVK, daha düşük sıcaklıklarda ise 0.6-2.6mVK o- larak bulundu. Sıcaklık ölçümlerinde yapılabilecek hatanın düzenekte kullanılan sıcaklık kontrolcusunun hassasiyet sınırları içinde olduğu kanıtlandı. Isı kapasitesi ölçümlerinde, deney düzeneğinden ve ölçüm sis teminden kaynaklanabilecek hatalar irdelendi. Denek tutucusunun ısı ka pasitesi değişik sıcaklıklarda ölçüldü ve deneysel saçılmanın %14 oldu ğu bulundu. Denek tutucusunun ısı kapasitesinde saf bakıra nazaran gö rülen farklılığın vernik ve mercek kağıdından kaynaklandığı anlaşıldı. Yapılan düzeneğin test edilmesi için saf bakırın öz ısısı 30- 300K aralığında ölçüldü. Bu sonuçlar diğer araştırmacıların bulgularıy la ve kuramsal modellerle karşılaştırılarak incelendi. Bu düzenekle öz ısı ölçümlerinin en fazla %30 hata ile yapılabileceği ve bu hatanın bü yük kısmının sıcaklık ölçümü ile kontrolundaki yetersiz hassasiyetten kaynaklandığı saptandı.

ABSTRACT In this work, an insert to the existing cryostat has been constructed for measuring heat capacity of some solids between 4.2K and 300K. Temperature measurements were obtained using GaAs diode which was previously calibrated against Pt and Ge thermometers. Sensitivity of the diode is 2.7mVK~ between room temperature and liquid nitrogen temperature. At the lower temperatures it changes from 0.6mVK~ to 2.6mVK~. It was shown that the possible error in this measurements was within the specifications of the temperature controller. The heat capacity of the addenda and MRC-MARZ grade pure copper were measured in the temperature range of 30K-300K. The results were compared with other predictions. The errors in the heat capacity measurements due to the set up and the measuring devices were also discussed.