Преобразование химической энергии в электрическую энергию. Гальванические элементы
Если в раствор, содержащий ионы, опустить металлическую пластину, то между металлом и раствором возникнет разность потенциалов и металл электризуется, т.е. образуется электрическое поле (рисунок 28).
|
Гальванические элементы– это источники энергии, в которых электрическая энергия получается за счет химической. На рисунке 28 изображен гальванический элемент Вольта. В нем разность потенциалов между пластинами равна примерно 1 вольту. Она не зависит от размеров пластин и от количества раствора.
Контрольные вопросы
1. Что такое электролитическая диссоциация?
2. Расскажите об электролизе с пассивными электродами.
3. Расскажите об электролизе с активными электродами.
4. Изложите законы электролиза (законы Фарадея).
5. Расскажите о применении электролиза в технике.
6. Расскажите о преобразовании химической энергии в электрическую энергию в гальванических элементах.
Электрический ток в газах
Все газы в обычных условиях являются хорошими изоляторами. Однако если искусственно создать в нем подвижные носители зарядов, т.е. ионизировать молекулы газа, то газ становится проводником. Ионизаторами газа могут быть: высокая температура, рентгеновские лучи, альфа-лучи и т.д. При ионизации от молекулы газа отрывается один или несколько валентных электронов. Таким образом, подвижными носителями заряда в ионизированном газе являются свободные электроны и ионы (положительные и отрицательные).
Электрический ток в газе не создает химического действия и поэтому законы Фарадея к току в газах не применимы.
Зависимость силы тока в газе от напряжения
Повышая напряжение 
на обкладках конденсатора, и измеряя силу тока 
, можно получить вольтамперную характеристику газового промежутка (рисунок 29). При небольших напряжениях ток в газе подчиняется закону Ома. Носители зарядов при небольших напряжениях движутся медленно и большинство из них успевают рекомбинировать (образовать нейтральные молекулы газа) не дойдя до обкладок конденсатора.
При росте напряжения скорость носителей увеличивается, а вероятность рекомбинации уменьшается. Поэтому все большее число носителей доходит до обкладок и ток увеличивается (участок ОА на рисунке 29). В точке В рекомбинация носителей прекращается, так как все носители зарядов достигают обкладок конденсатора, и сила тока далее не меняется (участок ВС на рисунке 29).
I E — Е +
D
В C
А
0 U
|
Ток в газе, величина которого не зависит от напряжения, называется током насыщения ( 
).
При достаточно большой напряженности электрического поля (несколько десятков тысяч вольт на 1 сантиметр) свободные электроны приобретают такую большую кинетическую энергию, что при их столкновении с нейтральными молекулами газа от последних отрываются электроны, т.е. газ еще больше ионизируется. Эта ионизация называется ударной. При ударной ионизации число носителей зарядов резко возрастает, и ток увеличивается (участок СD на рисунке 29).
Газ может стать плазмой(точка Е на рисунке 29). Плазмой называется состояние вещества, в котором значительная часть атомов и молекул ионизирована, причем вещество в целом электрически нейтрально, но содержит равные количества свободных положительных и отрицательных зарядов. Если в плазме еще встречаются нейтральные атомы или молекулы, то ее называют частично ионизированной. Если все молекулы и атомы ионизированы, то плазму называют полностью ионизированной. При температуре 20000-30000К любое вещество представляет собой полностью ионизированную плазму.
Контрольные вопросы
1. В каком случае газ начинает проводить электрический ток?
2. Объясните зависимость силы тока в газе от напряжения.
3. Что собой представляет плазма: частично ионизированная плазма и полностью ионизированная плазма?