Acasă→Modă→ Nu doar examenul. Kvant

Nu doar examenul. Kvant

Eryutkin Evgenii Sergheevici
Profesor de fizică cu cea mai înaltă categorie de calificare, Instituția de învățământ de stat Școala Gimnazială nr. 1360, Moscova

Stare problema:În timpul procesului de electroliză, sub influența unui curent cu o densitate de 300, s-a depus pe electrod un strat de cupru de 0,03 mm grosime. Cât a durat această electroliză?

Această sarcină se bazează în primul rând pe prima lege a lui Faraday. Hai sa o scriem:

De aici exprimăm timpul necesar unei astfel de electrolize:

Această expresie nu conține cantitățile din enunțul problemei, așa că, desigur, nu o putem folosi deocamdată. Să scriem cantități necunoscute în termeni de cele cunoscute. Să începem cu masa:

Densitatea cuprului este o valoare tabelară, care este egală cu 9. Volumul stratului de cupru poate fi exprimat prin grosimea și aria sa:

Vom lega, de asemenea, puterea curentă de densitatea sa. Densitatea de curent este definită ca:

Înlocuirea tuturor expresiilor în prima lege a lui Faraday:

După cum putem vedea, această expresie nu depinde de zona plăcii:

Echivalentul electrochimic este, de asemenea, o valoare tabelară, iar pentru cupru este egal cu 0,3.

Să înlocuim numerele:

Stare problema: Cunoscând echivalentul electrochimic al argintului, determinați echivalentul electrochimic al aurului.

Deoarece nu este dată o singură valoare în condiție, desigur, vom avea nevoie de valori tabelare ale unor cantități. Și anume: echivalentul electrochimic al argintului (o dată ce este dat în funcție de condiție), valența aurului și argintului, precum și masele molare de aur și argint:

Să scriem acum a doua lege a lui Faraday, atât pentru argint, cât și pentru aur:

Acum să împărțim aceste două ecuații una la alta:

Prin urmare, echivalentul electrochimic al aurului este:

Echivalentul electrochimic este un parametru foarte important al unei substanțe și trebuie să îl puteți determina, de exemplu, în absența datelor tabelare sau dacă este necesar să le verificați.

Pentru a efectua experimentul, trebuie să creăm o configurație experimentală, care constă dintr-o cuvă cu o soluție, o sursă de curent, un ampermetru, un reostat, o cheie, un ceas, o cântar și un încălzitor pentru uscarea electrodului.

Orez. 1. Diagrama montajului experimental

Ca urmare a acțiunii moleculelor polare de apă asupra moleculelor dizolvate în ea, se formează perechi de ioni care, atunci când cheia este închisă, încep să se deplaseze către electrozii opuși.

Orez. 2. Acțiune de instalare când cheia este închisă

După setarea rezistenței de care avem nevoie pe reostat și notând puterea curentului pe ampermetru (puterea curentului trebuie să rămână constantă pe tot parcursul experimentului), trebuie să începem să numărăm timpul din momentul în care cheia este închisă. După ceva timp, deschidem cheia și scoatem catodul din cuvă (pe el se depun ionii pozitivi de cupru), după care îl uscăm, eliminând toată apa.

Având toate datele disponibile, echivalentul electrochimic al cuprului poate fi găsit pe baza primei legi a lui Faraday:

Stare problematica. Cât timp va dura să electrolizați apa pentru a umple un balon cu o forță de ridicare de 2 kN cu hidrogenul rezultat? Curentul de electroliză este de 200 A.

Să începem să rezolvăm problema cu ecuația mecanicii și anume a doua lege a lui Newton. O minge umflată în acest fel este acționată de forța lui Arhimede și de forța gravitațională și se mișcă în sus cu o oarecare accelerație (deoarece are o forță de ridicare). Vezi fig. 3.

Orez. 3.

A doua lege a lui Newton pentru acest caz arata ca:

Proiectând-o pe axa OY, obținem:

Partea stângă a expresiei este forța de ridicare a mingii:

Forța lui Arhimede prin definiție:

Dacă ne imaginăm că există aer în minge în loc de hidrogen, atunci:

Aceasta înseamnă că expresia forței de ridicare poate fi transformată astfel:

Acum, pentru a raporta masele de hidrogen și aer, scriem ecuația Mendeleev-Clayperon pentru ambele cazuri:

Deoarece volumul, presiunea și temperatura sunt aceleași în ambele cazuri, să împărțim ecuațiile una câte una:

Acum expresia forței de ridicare poate fi scrisă:

Notăm masa de hidrogen eliberată din prima lege a lui Faraday.

Vedem că conceptul de conductivitate ionică explică într-adevăr fenomenul de electroliză bine și simplu. De unde provin ionii din interiorul electrolitului dacă moleculele solutului au fost în general neîncărcate înainte de dizolvare? Acești ioni apar sub influența unui câmp electric aplicat sau sunt prezenți în interiorul electrolitului încă de la început, chiar înainte ca circuitul să fie închis?

Experimentele și raționamentele simple arată că separarea moleculelor în ioni încărcați nu este asociată cu prezența curentului. Într-adevăr, dacă moleculele ar fi rupte de un câmp electric extern, atunci ar trebui să existe o anumită intensitate minimă a câmpului în electrolit, necesară pentru începerea electrolizei și în funcție de puterea moleculelor. Experiența arată că nu este așa și că electroliza începe în orice câmp, oricât de mic ar fi. Acest lucru poate fi verificat, de exemplu, prin efectuarea electrolizei sulfatului de cupru cu electrozi de cupru, atunci când nu există o influență distorsionantă a polarizării electrozilor (§ 77), ceea ce se întâmplă, de exemplu, în timpul electrolizei apei acidulate. Experimentele de acest fel arată că ionii nu apar sub influența curentului, ci se formează în timpul procesului de dizolvare a unei substanțe. Formarea ionilor în timpul dizolvării se numește disociere electrolitică.

Dizolvarea nu este întotdeauna însoțită de disociere în ioni și, prin urmare, nu toate soluțiile conduc curentul electric. Următorul experiment arată clar această diferență.

Să conectăm un vas care conține apă distilată și doi electrozi metalici în serie cu un bec electric și să le conectăm la rețeaua de iluminat. Becul nu va străluci, deoarece apa distilată practic nu este un conductor: doar o cantitate nesemnificativă de impurități este dizolvată în el, iar moleculele de apă în sine sunt aproape nedisociate. Acum să aruncăm un praf de zahăr în apă. Soluția va rămâne în continuare neconductivă, ceea ce înseamnă că moleculele de zahăr nu se vor disocia atunci când sunt dizolvate. Dar dacă în loc de zahăr dizolvați un praf de sare de masă sau câteva picături de acid clorhidric în apă, becul începe să strălucească (Fig. 110): o soluție apoasă de sare conduce electricitatea și, prin urmare, are loc în ea disocierea electrolitică. Desigur, în acest experiment becul servește doar ca indicator al curentului și poate fi înlocuit cu un fel de dispozitiv de măsurare.

Orez. 110. O soluție apoasă de acid sau sare conduce curentul electric

Conceptul de disociere electrolitică care însoțește dizolvarea a fost introdus de fizicianul și chimistul suedez Svante Arrhenius (1859-1927). Arrhenius a explicat diferența dintre electroliți și neelectroliți după cum urmează, precum și faptul că soluțiile apoase conduc electricitatea deosebit de bine. Electroliții includ substanțe ale căror molecule sunt formate din atomi încărcați pozitiv și negativ ținuți împreună prin forțe de interacțiune electrică. Cu toate acestea, forța de interacțiune între două sarcini într-un mediu cu constantă dielectrică, conform formulei (36.4), scade cu un factor. Prin urmare, într-un solvent cu o constantă dielectrică ridicată (în apropierea apei), forțele care rețin ionii din moleculă sunt reduse semnificativ. Moleculele din astfel de ioni slab legați, sub influența ciocnirilor termice continue, sunt „despărțite” în părți încărcate - ioni, adică experimentează disocierea electrolitică.

71.1. De ce nu există un câmp electric în jurul unui electrolit, de exemplu în jurul unei soluții de sare de masă, și ni se pare că este neîncărcat, deși există ioni încărcați în interiorul acestuia?

71.2. De ce nu sunt toți ionii diferiti din electrolit colectați sub influența atracție reciprocăîn molecule neutre? Ce menține ionizarea în interiorul electrolitului tot timpul?

Am săpat în arhivele de aici și am găsit o colecție de întrebări suplimentare pentru candidații la universitate
:)

oricine este interesat de tăiere, vă rog

1. Este posibil să stingi o lumină cu lumină? Dacă da, cum?
În 1801, Jung a fost primul care a experimentat interferența luminii. Mai întâi, a împărțit lumina soarelui în două surse (trecută printr-un ecran cu 2 fante), iar apoi cele 2 fluxuri de lumină în expansiune s-au suprapus și au interferat. Modelul de interferență vizibil a fost o alternanță de dungi deschise și întunecate. Dungile luminoase se formează acolo unde undele luminoase converg în aceeași fază, iar dungi întunecate se formează acolo unde converg în faze opuse, adică. Se observă o imagine uimitoare - lumina se stinge singură.
2. Lemnul care arde emite unde electromagnetice? Nu arde lemne?
Undele electromagnetice au energie. Lemn care arde - lumină vizibilă, radiații infraroșii.
3. Șasiul mașinii formează un circuit conductor închis. Este curent indus în el când mașina se mișcă?
Un curent va fi indus în el dacă mașina traversează liniile câmpului magnetic al Pământului (meridianele magnetice). Dacă se mișcă de-a lungul liniilor de forță, atunci nu va exista curent.
4. De ce conducătorii metalici conducă electricitatea?
Proprietățile chimice ale metalelor se datorează conexiunii slabe a electronilor de valență cu nucleele atomilor: formează cu ușurință ioni pozitivi (vezi curentul în metale).
5. De ce obiectele inflamabile sunt uneori acoperite cu o plasă metalică cu împământare?
Plasa este concepută pentru a proteja împotriva efectelor periculoase ale curentului electric și, în unele cazuri, pentru a folosi pământul ca conductor de curent sau unul dintre brațele unui vibrator (antenă) asimetric.
6. De ce o descărcare cu arc nu necesită o tensiune mare de ionizare pentru a trece curentul printr-un interval de gaz?
Datorită temperatură ridicatăîntr-un arc electric, aerul dintre electrozi este ionizat. Un flux de ioni încărcați pozitiv se îndreaptă spre catod, iar un flux de electroni spre anod. Numărul de electroni emiși de electrod este foarte mare, chiar și la presiunea atmosferică.
7. De ce din stradă prin geam Este greu să vezi ce este în cameră?
Deoarece lumina care trece prin fereastră, adică obstacolul este reflectat, refractat și parțial polarizat, adică se păstrează poziţia relativă a razelor.
8. Vântul afectează citirile termometrului?
Dacă se va schimba, va fi foarte imperceptibil, pentru că... Nu există suprafață lichidă deschisă și nu va avea loc evaporarea. Va varia foarte mult doar într-un bec umed.
9. Prin ce proprietate a radiației ultraviolete poate fi ușor detectată existența acesteia?
Razele ultraviolete au un efect biochimic semnificativ. De exemplu, aceste raze luminează țesăturile și vopselele și provoacă luminiscența (strălucirea rece) a unui număr de substanțe. Într-o cameră întunecată sub influență razele ultraviolete nailon, amidon, stralucire de var.
10. Cum diferă nucleele izotopilor: ???
Izotopii sunt elemente care au aceleași proprietăți chimice, dar proprietăți fizice diferite. Nucleele izotopice au același număr de protoni, dar un număr diferit de neutroni. Izotopii ocupă 1 celulă în tabelul periodic. Fiecare element chimic are mai mulți izotopi. De exemplu, apa poate fi ușoară, grea și super-grea.
11. Când poate fi gheața un încălzitor?
Dacă temperatura corpului încălzit este mai mică (până la – 273) decât temperatura gheții (0).
12. Poate un fascicul de lumină să treacă prin medii transparente de diferite densități optice fără refracție?
Da: 1. lumina vine dintr-un mediu mai dens optic la un mediu mai puțin dens și cade la un unghi >= unghiul limitator, sau este refractată în substanța din care a provenit - reflexie internă totală. 2. Când fasciculul luminos este perpendicular pe interfața dintre 2 medii.
13. Undele părților roșii și violete ale spectrului ajung la limitele atmosferei Pământului în raport cu Soarele cu aceeași viteză? Viteza lor este aceeași în atmosferă și în orice alt mediu?
Deoarece viteza luminii în mediu depinde de frecvența acestuia, iar frecvența părții violete a spectrului este mai mare, putem presupune că vitezele vor fi ușor diferite. Și în vid va fi același 3*108.
14. Cum se explică strălucirea meteoriților care zboară în atmosfera Pământului?
Acest lucru poate fi explicat prin frecare cu atmosfera Pământului, deoarece... viteza este mare, se incalzesc.
15. Ce stare a atomului se numește excitat? Este sustenabil?
Într-o stare excitată, electronii sunt localizați la o distanță mai mare decât într-o stare neexcitată. Nivelurile de energie sunt la maxim – stare instabilă.
16. Este posibil să observați stele căzătoare pe Lună?
Pentru a răspunde la această întrebare, este necesar să înțelegem ceea ce este considerat o „stea căzătoare” - un corp cosmic (meteorit) care zboară în atmosfera Pământului. Dar se pare că nu există atmosferă pe Lună, ceea ce înseamnă că este imposibil să observi stelele căzătoare.
17. De ce există un cer albastru în jurul Pământului și unul negru în jurul Lunii.
Acest lucru se datorează lipsei de atmosferă pe Lună. Prin refracție, difracție și reflexie, lumina Soarelui colorează cerul Pământului în albastru.
18. De ce nu ne ardem când atingem un fier de călcat fierbinte cu degetul umed?
Pentru că atunci când atingem fierul de călcat, cantitatea de căldură de la fierul încălzit este folosită pentru a încălzi și evapora apa de pe degete, dar după ceva timp vom simți durere.
19. Ce lămpi este mai bine să instalați într-un magazin care vinde țesături: lămpi cu incandescență sau lămpi fluorescente. De ce?
Mai bine decât lămpile fluorescente: mai economică și lumina țesăturilor este mai naturală.
20. Va fierbe apa într-un pahar care plutește într-un vas în care apa fierbe? De ce?
Apa din pahar nu va fierbe, deoarece... energia va merge în principal la încălzirea apei din vas și la evaporare.
21. O mare parte a suprafeței Pământului este acoperită cu apă. De ce, în ciuda acestui fapt, atmosfera nu este saturată cu vapori de apă?
Vaporii de apă se ridică, se condensează și cad sub formă de precipitații - ciclul apei. Și deoarece atmosfera este încălzită neuniform, acest lucru contribuie la circulația generală a atmosferei.
22. Își va schimba forma un singur cristal? De ce?
Monocristal - un singur cristal cu o rețea cristalină continuă. Își va schimba forma sub influența puternică a forțelor externe.
23. De ce se spune că fulgerul poate găsi comori îngropate sub pământ?
Fulgerul de furtună se comportă ca un conductor într-un câmp electric. O sarcină pozitivă se acumulează în straturile inferioare ale norului, iar o sarcină negativă se acumulează pe sol. Și pentru că comoara este metal, atunci fulgerul va „lovi” în locul unde există mai multe particule negative.
24. Este posibil să se folosească cantitatea de căldură care este transferată de un frigider într-un motor termic pentru termoficare? De ce?
Termoficare – furnizare de căldură. Probabil posibil, pentru că... toată căldura de la frigider este transferată mediului înconjurător.
25. Punctul de fierbere al apei într-un recipient deschis este mai mic decât în unul închis. De ce?
Un lichid începe să fiarbă la temperatura la care presiunea vaporilor saturați este egală cu presiunea exterioară. Cu cât presiunea exterioară este mai mare, cu atât este mai mare punctul de fierbere, deoarece Dacă presiunea exterioară într-un recipient închis este mai mare, punctul de fierbere va fi mai mare.
26. Ce tipuri de deformații suferă pereții clădirilor?
Comprimare.
27. La semiconductori se poate observa fenomenul de supraconductivitate? De ce?
Nu, pentru că Pentru supraconductivitate, temperatura trebuie redusă cât mai mult, dar la semiconductori, cu o astfel de scădere a temperaturii, rezistența, dimpotrivă, crește brusc.
28. Când gazul comprimat este eliberat din cilindru, supapa devine acoperită cu rouă. Care este procesul?
Condensarea este procesul de trecere de la starea gazoasă la starea lichidă.
29. Ce cauzează formarea perechilor de electroni - o gaură într-un semiconductor?
Sub influența căldurii și a luminii, unii dintre electronii de valență rup legăturile, devenind liberi. În locul conexiunilor întrerupte, există un loc liber neocupat - o gaură. Valenta de impuritate< 4, то каждый атом примеси даёт 1 лишнее вакантное место. Между атомами осуществляется парноэлектронная связь.
30. Explicați dispariția fumului în aer (fenomenul este exprimat prin cuvintele „fumul se topește în aer”).
Difuzia
31. De ce dispozitivele care funcționează pe semiconductori nu sunt adecvate în condiții de schimbări bruște de temperatură?
Pentru că în semiconductori, când temperatura scade, rezistența crește brusc, iar când temperatura scade, scade brusc.
32. De ce un ac magnetic indică poziția geografică a unui câmp?
Un ac magnetizat, care se rotește ușor pe vârful unui ac, este situat de-a lungul liniilor de inducție magnetică care părăsesc polul nord și intră în sud, închizându-se în interiorul magnetului.
33. Ce tip de conductivitate va avea germaniul dacă i se adaugă o cantitate mică de zinc?
Conducerea orificiului sau de tip p va predomina, deoarece Valența germaniului este 4 și zincul este 2, fiecare atom de impuritate dă un loc liber suplimentar.
34. Va funcționa în spațiu un tub radio cu sticlă spartă?
da, pentru ca O undă electromagnetică se poate propaga în vid.
35. De ce toate gazele sunt neutre în condiții normale?
Gazul poate deveni conductor numai sub influența unui ionizator și în conditii normale nu există particule încărcate în el.
36. Pot fi formați ionii de același semn în timpul disocierii? De ce?
Nu, pentru că un atom în timpul disocierii se poate descompune doar în ioni opuși, pentru că in total este neutru din punct de vedere electric.
37. Este posibil să conectați un transformator la un circuit DC?
Nu, pentru că Doar în circuitele de curent alternativ tensiunea poate fi schimbată în cel mai larg interval fără pierderi semnificative de putere.
38. Când un drum este reparat, asfaltul se încălzește. De ce se simte de departe mirosul de asfalt încălzit?
Pe măsură ce temperatura crește, energia cinetică crește, prin urmare, crește și viteza moleculelor. Difuzie.
39. Un magnet cade prin orificiul din bobină. Se mișcă cu aceeași accelerație când înfășurările bobinei sunt închise și deschise?
Nu, cu altele diferite. În înfășurarea închisă a bobinei, când magnetul cade, apar curenți turbionari. Conform regulii lui Lenz, câmpul magnetic al acestor curenți împiedică căderea magnetului. Forța de frânare crește pe măsură ce crește viteza de cădere. Accelerația magnetului scade treptat și în cele din urmă (dacă bobina este suficient de lungă) mișcarea magnetului va deveni aproape uniformă.
40. De ce scade rezistența electroliților odată cu creșterea temperaturii?
Pe măsură ce temperatura crește, interacțiunea ionilor din moleculă scade și rezistența scade.
41. Este posibil să auzim pe Pământ sunetul unei erupții vulcanice care are loc pe Lună?
Nu, pentru că Sunetul trebuie să călătorească prea departe, chiar dacă reușește, frecvența lui va fi prea scăzută pentru ca auzul nostru să-l capteze. În acest scop se folosesc dispozitive speciale care măresc semnalul — radiotelescoape.
42. De ce nu există câmp electric în jurul electrolitului, deși există ioni în interiorul acestuia.
Un câmp electric este creat numai de sarcini electrice staționare.
43. Care este motivul interferenței cu recepția radio de la un tramvai care trece prin apropiere?
Orice efect electric (electromagnetic) asupra circuitelor receptorului radio care nu este asociat cu semnalul util și îl distorsionează. Există interferențe la recepția radio: cosmice, atmosferice, industriale, de la alte posturi de radio, zgomot intern al receptorului etc.
44. Se pun în contact bile de cupru și oțel încărcate de aceeași rază. Cum vor fi distribuite taxele lor?
Deoarece suma algebrică a sarcinilor conform legii conservării sarcinilor este neschimbată, atunci sarcina va fi distribuită uniform.

Ești atât de familiarizat cu electrochimia? // Quantum. - 2002. - Nr. 5. - P. 32-33.

Prin acord special cu redacția și editorii revistei „Kvant”

Deoarece structura internă a corpurilor este dezvăluită în principal de chimie,
apoi fără ea este greu, chiar imposibil, să accesezi adâncurile lor şi
prin urmare la dezvăluire adevăratul motiv electricitate.
Mihail Lomonosov
...vechile și noi descoperiri ale așa-zisului galvanism...
aruncă o lumină nouă asupra teoriei electricității;
deschide noi căi pentru cercetarea chimică.
Alessandro Volta
Forța chimică... este direct proporțională cu cantitatea absolută de electricitate prin care trece.
Michael Faraday
Chimia este influențată de fizică poate mai mult decât orice altă știință.
Richard Feynman

Nu, nu schimbăm deloc orientarea fizică a „Caleidoscopului” nostru. Dimpotrivă, ne străduim să arătăm cât de mult își extinde fizica „în treburile umane”, inclusiv în chimie. Este și mai important să subliniem cât de fructuoasă este unirea lor, și uneori chiar împletirea lor strânsă, pentru dezvoltarea științelor și la câte realizări utile duce. Și unul dintre cele mai bune exemple poate fi dezvoltarea electrochimiei – un domeniu în care uneori este imposibil să se separe fizica de chimie. Amintește-ți, de exemplu, în ce lecții studiezi electroliza la școală.

Chiar și enumerarea concisă a realizărilor practice ale electrochimiei de-a lungul istoriei sale de peste două sute de ani este impresionantă.

Aceasta este crearea de baterii permanente, acumulatori și diferite tipuri de celule galvanice, utilizate acum în toate ramurile tehnologiei și în viața de zi cu zi. Dacă ar fi posibil să se pornească simultan toate acele miliarde de surse de curent chimic care sunt fabricate astăzi pe Pământ, puterea lor ar fi comparabilă cu puterea tuturor centralelor electrice din lume.

Aceasta este producerea și purificarea metalelor neferoase prin electroliză, introducerea galvanizării și galvanizării, rezolvarea problemei desalinării apei și utilizarea electrodializei pentru sinteza de noi substanțe, monitorizarea mediu folosind senzori chimici și implantarea de stimulatoare cardiace...

Dar oricât de importante ar fi aplicațiile electrochimiei, nu trebuie să uităm de rolul teoretic enorm pe care l-au jucat ideile sale în dezvoltarea doctrinei electricității și a structurii materiei. Acesta este ceea ce am dori să vă atragem atenția în timpul scurtei excursii de astăzi în electrochimie.

Întrebări și sarcini

Există electroni liberi în electroliți?
Un metal devine întotdeauna încărcat negativ atunci când este scufundat într-un electrolit?
De ce nu există câmp electric în jurul unui electrolit, de exemplu o soluție de sare de masă, deși există particule încărcate în interiorul acestuia - ioni?
O tensiune constantă a fost aplicată electrozilor scufundați într-o soluție slabă de sare de masă. Cum se va schimba puterea curentului care trece prin soluție dacă i se adaugă treptat sare?
De ce acidul sulfuric anhidru poate fi depozitat chiar și în recipiente de fier, dar acidul sulfuric diluat poate fi depozitat doar în sticlă?
Două băi electrolitice identice sunt conectate în serie. Prima dintre ele conține o soluție CuCl, în al doilea - CuCl2. Care baie produce mai mult cupru la catod?
Cât timp va continua procesul de electroliză a sulfatului de cupru dacă se folosesc electrozi de carbon? electrozi de cupru?
Curentul total din electrolit este suma curentului ionilor pozitivi și curentului ionilor negativi care se mișcă în direcții opuse. De ce cantitatea de substanță eliberată la catod este calculată prin curentul total și nu prin curentul doar al ionilor pozitivi?
În ce caz este mai periculos să manevrezi firele electrice - când mâinile sunt uscate sau când mâinile sunt umede?
De ce este folosită inversarea în galvanizare, adică schimbarea directiei curentului?
Curentul trece prin baterie. Comparați diferența de potențial de la bornele bateriei cu emf-ul acesteia.
La măsurarea EMF-ului unei baterii vechi de lanternă, voltmetrul a arătat o valoare apropiată de valoarea nominală, dar becul de la această baterie nu s-a aprins. De ce?
Reprezentați grafic distribuția aproximativă a potențialului de-a lungul circuitului închis prezentat în figură dacă ε 1 > ε 2 și r 1 < r 2 .
Pentru a crește curentul care curge în circuitul unei baterii, un al doilea a fost conectat la acesta. Totuși, atât la conectarea acestor baterii în serie, cât și în paralel, s-a obținut un curent mai mic. În ce caz este posibil acest lucru?
În circuitul prezentat în figură, rezistența a fost crescută R 1, datorită căruia curentul eu a crescut de asemenea. Când este posibil acest lucru?
Linia de tramvai este alimentată cu curent continuu, cu firul aerian conectat la polul pozitiv al generatorului și șinele la polul negativ. De ce este asta și nu invers?
De ce poate o celulă galvanică cu un mic (de ordinul mai multor volți) fem produce un curent semnificativ, dar o mașină electrostatică, a cărei fem atinge zeci de mii de volți, produce un curent de putere neglijabilă?

Microexperienta

Puteți face propria dvs. celulă galvanică simplă folosind o rețetă veche binecunoscută. Tăiați lămâia cuțit ascuțit transversal, încercând să păstreze membranele care separă lobulii. Introduceți bucăți de fire de cupru și zinc alternativ în fiecare felie, conectați-le în perechi într-un cerc și faceți două terminale („poli”) din cele două exterioare. Cum se verifică funcționalitatea unui astfel de element?

Este interesant că...

Probabil că primele elemente galvanice au fost vase ceramice găsite în timpul săpăturilor lângă Bagdadul actual, închise cu un dop de asfalt prin care treceau tije de fier și cupru. Este uimitor că aceste „dispozitive” au funcționat chiar și după cinci mii de ani, de îndată ce apă de mare sau vin acru au fost turnate în vase.

Predecesorii imediati ai unor fondatori ai electrochimiei precum Galvani și Volta au fost englezul Priestley, care a fost primul care a folosit o scânteie electrică pentru a produce acid azotic, italianul Beccaria, care a izolat metalele din oxizii lor într-un mod similar și olandezul Deyman. și Trustwick, care a descompus și apa cu o scânteie. Iar faimosul Cavendish a efectuat în mod continuu experimente timp de 53 de zile privind aprinderea unui amestec de oxigen și hidrogen cu o scânteie electrică, dovedind scepticilor că atunci când sunt combinate, rezultatul este... doar apă.

Inventatorul sursei chimice de curent electric, Volta, în mod ciudat, nu a fost interesat de utilizarea sa în chimie. Primatul în descoperirea unui fenomen atât de important precum electroliza a aparținut a doi englezi iubitori de științe naturale - scriitorul Nicholson și doctorul Carlyle - după primele lor experimente cu o baterie voltaică în 1800.

Să simți „gustul de electricitate”. Volta a efectuat un experiment binecunoscut: a pus o monedă de aur sau lingura de argint, iar la vârf - o farfurie de tablă și, conectându-le, a simțit un gust acru.

Marele inventator Davy, care a descoperit câteva elemente chimice noi și gaz râd, a fost primul care a găsit o aplicație tehnică pentru electroliză, a inventat o lampă sigură pentru mine și a propus o modalitate de a proteja metalele de coroziune, considerat cel mai mare merit al său a fi descoperirea lumea... Michael Faraday.

Precedând definirea modernă a amperului, bazată pe interacțiunea magnetică a curenților, multă vreme standardul internațional pentru unitatea de curent a fost un standard creat pe baza primei legi a lui Faraday pentru electroliza efectuată cu mare precizie.

Cu cât constanta dielectrică a solventului este mai mare, cu atât gradul de disociere al substanțelor dizolvate în acesta este mai mare. Prin urmare, de exemplu, acidul clorhidric, dizolvat în apă, dă un electrolit cu conductivitate electrică ridicată, iar soluția sa în eter etilic, a cărui permeabilitate este de aproape 20 de ori mai mică decât cea a apei, conduce curentul electric foarte slab.

Studiile electroliților au condus oamenii de știință la concluzia logică a discretității sarcina electrica. Astfel, fizicianul irlandez Stoney, bazându-se pe legile lui Faraday pentru electroliză, a exprimat ideea discretității electricității, a calculat cantitatea de sarcină a unui ion monovalent și a propus termenul „electron” pentru acesta.

La sfârșitul secolului al XIX-lea, vehiculele electrice cu baterie au concurat cu succes cu mașinile de atunci încă imperfecte cu motoare cu ardere internă. Dar astăzi situația este inversă - în ciuda eforturilor enorme, sarcina de a crea o mașină electrică competitivă nu a fost încă rezolvată.

În ultimele decenii, sursele tradiționale de energie chimică au început să fie înlocuite activ pe piață de elemente care utilizează litiu, care au o gamă largă de temperatură de funcționare și o reținere excelentă a încărcăturii - aproximativ 10 ani sau mai mult.

Ce să citiți în Kvant despre electrochimie

„Electroliza distractivă” - 1997, nr. 2, p. 40;
- 1997, nr. 3, p. 35;
„Acești curenți rătăcitori” - 1998, nr. 3, p. 45;
„Tobogane, curenți electrici și pandantiv” - 1999, nr. 1, p. 31;
„Cum să cumpăr și cum să folosești bateriile?” - 2000, nr 2, p. 18;
„Volta, Oersted, Faraday” - 2000, nr. 5, p. 16;
„Circuite electrice DC” - 2001, nr. 3, p. 53.

Răspunsuri