Электрический ток в жидкостях
Как известно, химически чистая (дистиллированная) вода является плохим проводником. Однако при растворении в воде различных веществ (кислот, щелочей, солей и др.) раствор становится проводником, из-за распада молекул вещества на ионы. Это явление называется электролитической диссоциацией, а сам раствор электролитом проводить ток.
В отличие от металлов и газов прохождение тока через электролит сопровождается химическими реакциями на электродах, что приводит к выделению на них химических элементов, входящих в состав электролита.
Первый закон Фарадея: масса вещества, выделяющегося на каком-либо из электродов, прямо пропорциональна заряду через электролит
Электрохимический эквивалент вещества - табличная величина.
Второй закон Фарадея:
Протекание тока в жидкостях сопровождается выделением теплоты. При этом выполняется закон Джоуля-Ленца.
Электрический ток в металлах
При прохождении тока металлы нагреваются. В результате чего ионы кристаллической решетки начинают колебаться с большей амплитудой вблизи положений равновесия. В результате этого поток электронов чаще соударяется с кристаллической решеткой, а следовательно возрастает сопротивление их движению. При увеличении температуры растет сопротивление проводника.
Каждое вещество характеризуется собственным температурным коэффициентом сопротивления - табличная величина. Существуют специальные сплавы, сопротивление которых практически не изменяется при нагревании, например манганин и константан.
Явление сверхпроводимости. При температурах близких к абсолютному нулю (-2730C) удельное сопротивление проводника скачком падает до нуля. Сверхпроводимость - микроскопический квантовый эффект.
Применение электрического тока в металлах
Лампа накаливания производит свет за счет электрического тока, протекающего по нити накала. Материал нити накала имеет высокую температуру плавления (например, вольфрам), так как она разогревается до температуры 2500 – 3250К. Нить помещена в стеклянную колбу с инертным газом.
Электрический ток в газах
Газы в естественном состоянии не проводят электричества (являются диэлектриками), так как состоят из электрически нейтральных атомов и молекул. Проводником может стать ионизированный газ, содержащий электроны, положительные и отрицательные ионы.
Ионизация может возникать под действием высоких температур, различных излучений (ультрафиолетового, рентгеновского, радиоактивного), космических лучей, столкновения частиц между собой.
Ионизированное состояние газа получило название плазмы. В масштабах Вселенной плазма - наиболее распространенное агрегатное состояние вещества. Из нее состоят Солнце, звезды, верхние слои атмосферы.
Прохождение электрического тока через газ называется газовым разрядом.
В "рекламной" неоновой трубке протекает тлеющий разряд. Светящийся газ представляет собой "живую плазму".
Между электродами сварочного аппарата возникает дуговой разряд.
Дуговой разряд горит в ртутных лампах - очень ярких источниках света.
Искровой разряд наблюдаем в молниях. Здесь напряженность электрического поля достигает пробивного значения. Сила тока около 10 МА!
Для коронного разряда характерно свечение газа, образуя "корону", окружающую электрод. Коронный разряд - основной источник потерь энергии высоковольтных линий электропередачи.
Электрический ток в вакууме
А возможно ли распространение электрического тока в вакууме (от лат. vacuum - пустота)? Поскольку в вакууме нет свободных носителей зарядов, то он является идеальным диэлектриком. Появление ионов привело бы к исчезновению вакуума и получению ионизированного газа. Но вот появление свободных электронов обеспечит протекание тока через вакуум. Как получить в вакууме свободные электроны? С явления термоэлектронной эмиссии - испускания веществом электронов при нагревании.
Вакуумный диод, триод, электронно-лучевая трубка (в старых телевизорах) - приборы, работа которых основана на явлении термоэлектронной эмиссии. Основной принцип действия: наличие тугоплавкого материала, через который протекает ток - катод, холодный электрод, собирающий термоэлектроны - анод.
Объяснение:
Задача номер 1
Дано
h = 0,6м
ρв = 1000 кг/м3
ρк = 800 кг/м3
ρрт = 13 600кг/м3
Найти
р1 - ?
р2 - ?
р3 - ?
Решение
Формула для расчета давления столба жидкости высотой h имеет следующий вид:
p=ρgh
где ρ – плотность жидкости
g – ускорение свободного падения, берем 9,8 Н/кг так же округляют до 10 Н/кг, но для большей точности берем именно такое значение.
h - высота столба жидкости
p₁ = ρ₁gh = 1000 кг/м³ · 9,8 Н/кг · 0,6 м = 5880 Па = 5,88 кПа
p₂ = ρ₂gh = 800 кг/м³ · 9,8 Н/кг · 0,6 м = 4 704 Па = 4,704 кПа
p₃ = ρ₃gh = 13600 кг/м³ · 9,8 Н/кг · 0,6 м = 79 968 Па = 79,968 кПа
Задача номер 2
Дано
h = 10 900 м
ρ = 1030 кг / м3 (мини ошибка в условии там должны быть метры не квадратные а кубические так к слову)))
g – ускорение свободного падения, берем 9,8 Н/кг так же округляют до 10 Н/кг, но для большей точности берем именно такое значение.
Найти
р - ?
Решение
Формула для расчета давления столба жидкости высотой h имеет следующий вид:
p=ρgh
где ρ – плотность жидкости
g – ускорение свободного падения
h - высота столба жидкости
p = 1030*9.8*10 900 = 110 024 600 Па или можно сократить до 110 МПа
Задача номер 3
Дано
h = 9м
ρ = 1030 кг / м3
g = 9,8 м/c2
Найти
p - ?
Решение
Формула для расчета давления столба жидкости высотой h имеет следующий вид:
p=ρgh
где ρ – плотность жидкости
g – ускорение свободного падения
h - высота столба жидкости
р = 1030*9,8*9 = 90 846 Па или же 90,846 кПа( Если использовать сокращенное значения g – ускорение свободного падения в виде 10 то можно получить скажем более красивые цифры как 92 700Па, но для большей точности используем 9,8 так как в условии не указано есть округление или нет)))
Задача номер 4
Я могу ошибаться но быстрее всего в условии подразумевалось что нужно найти силу давления, тогда решения будет выглядеть так
Формула давления
р – давление;
F – сила давления;
S – площадь поверхности, на которую перпендикулярно действует сила давления.
И находим теперь F = p * S = 1100*24 = 26 400H =26,4kH
Надеюсь с последней задачей правильность полностью не гарантирую, хотя должно быть правильно)))