Конспект на тему: Электрический ток в металлах

Электрический  ток  в  металлах    

упорядоченное  движение  электронов  (опыты  Рикке, Мандельштама и Папалекси , Толмена и Стюарта) . 

ХХ  век: П.Друде и Х. Лоренц  создали  кл. электронную                                                                                                            теорию  проводимости  металлов:                                                       

1)наличие большого числа свободных электронов                             (8,4·10 ²³м ^-3);

2)внешнее эл-ое поле оказывает на электроны силовое действие  Е =      F = eE     𝑎 =    𝓋 = 𝑎·t                                                                                                                            𝓋_{ср. =}  ;                                                                

3)  ℐ =  =  =  =  = ens𝓋_{cр.                 Δℓ}                 s

    t =   ; λ - длина  свободного  пробега     𝓋·Δt  

    u –средняя  скорость  хаотического  движения  молекул

    𝓋_ср. =      ℐ =  eEλ  =                                             

    ρ=    E =         ℐ =  =  =  -закон Ома

Т.к.  u ~ t  ͦ,  то  ρ =ρ₀ (1+α t);   R = R₀ (1+αt);     α >0

     При    Т          0 К      R = 0

      Сверхпроводимость  открыта  в  1911 г.  Камерлинг – Оннесом

                  R

   

                                                                                      

 

                    0                                                            Т,К

      Применение:  изготавливают  обмотки  мощных                                                           .     электромагнитов   и  генераторов.

      Высокотемпературная  сверхпроводимость  открыта  в  1986 г.                                                                                                  

      (при  100 К).  Т.к.  при  сверхпроводимости    R = 0, то

      проводник  не  нагревается  и  потерь  энергии  не 

    происходит.

Электрический  ток  в  электролитах –

упорядоченное  движение  +  и    ионов.

Дистиллированная  вода – диэлектрик,  электролиты – хорошие  проводники  электрического  тока.

Источник  ионов: электролитическая  диссоциация.

NaCℓ              Na⁺ + Cℓ ^-

CuSO₄                Cu⁺⁺ + SO₄ ^{- -}

В  растворах  наряду  с  электролитической  диссоциацией  протекает  процесс  рекомбинации  (воссоединение  ионов  в  нейтральную  молекулу).

Электролиз

Выделение  вещества  из  раствора  при  прохождении  через  него  эл – го  тока.

-   катод                   +анод            Законы  электролиза (Фарадея)

                                           1.m = k q       k =      k    =   

                       ⊖                                      q = ℐ t                      m = k ℐ t 

                                                     Физ.  смысл:k = m  при  q = 1Кл

2.   -  химический   эквивалент  вещества

Если  m = ,  то   q = 96 500 Кл.

F = 96 500   - число  Фарадея.   Отсюда   = , след.,

m = () q          k = , т .е.  k ~ .

Если  n = 1,  то   = M   и  е =  =  = 1,6· 10  ^-19

Применение  электролиза  в  технике

1.Очистка  металлов  от  примесей

2.Электрострикция – извлечение  металлов  из  растворов  с  помощью  электролиза.

3.Гальваностегия – покрытие  металлических  изделий  слоем  других  металлов.

4.Гальванопластика – получение  рельефных  копий  с  помощью  электролиза.