Электричество в воде

Электрический ток в газах

Автор статьи — профессиональный репетитор, автор учебных пособий для подготовки к ЕГЭ Игорь Вячеславович Яковлев

Темы кодификатора ЕГЭ: носители свободных электрических зарядов в газах.

При обычных условиях газы состоят из электрически нейтральных атомов или молекул; свободных зарядов в газах почти нет. Поэтому газы являются диэлектриками — электрический ток через них не проходит.

Мы сказали «почти нет», потому что на самом деле газах и, в частности, в воздухе всегда присутствует некоторое количество свободных заряженных частиц. Они появляются в результате ионизирующего воздействия излучений радиоактивных веществ, входящих в состав земной коры, ультрафиолетового и рентгеновского излучений Солнца, а также космических лучей — потоков частиц высокой энергии, проникающих в атмосферу Земли из космического пространства. Впоследствии мы вернёмся к этому факту и обсудим его важность, а сейчас заметим лишь, что в обычных условиях проводимость газов, вызванная «естественным» количеством свободных зарядов, пренебрежимо мала, и её можно не принимать во внимание.

На изолирующих свойствах воздушного промежутка основано действие переключателей в электрических цепях (рис. 1). Например, небольшого воздушного зазора в выключателе света оказывается достаточно, чтобы разомкнуть электрическую цепь в вашей комнате.

Рис. 1. Ключ

Можно, однако, создать такие условия, при которых электрический ток в газовом промежутке появится. Давайте рассмотрим следующий опыт.

Зарядим пластины воздушного конденсатора и подсоединим их к чувствительному гальванометру (рис. 2, слева). При комнатной температуре и не слишком влажном воздухе гальванометр не покажет заметного тока: наш воздушный промежуток, как мы и говорили, не является проводником электричества.

Рис. 2. Возникновение тока в воздухе

Теперь внесём в зазор между пластинами конденсатора пламя горелки или свечи (рис. 2, справа). Ток появляется! Почему?

Свободные заряды в газе

Возникновение электрического тока между пластинами кондесатора означает, что в воздухе под воздействием пламени появились свободные заряды. Какие именно?

Опыт показывает, что электрический ток в газах является упорядоченным движением заряженных частиц трёх видов. Это электроны, положительные ионы и отрицательные ионы.

Давайте разберёмся, каким образом эти заряды могут появляться в газе.

При увеличении температуры газа тепловые колебания его частиц — молекул или атомов — становятся всё интенсивнее. Удары частиц друг о друга достигают такой силы, что начинается ионизация — распад нейтральных частиц на электроны и положительные ионы (рис. 3).

Рис. 3. Ионизация

Степенью ионизации называется отношение числа распавшихся частиц газа к общему исходному числу частиц. Например, если степень ионизации равна , то это означает, что исходных частиц газа распалось на положительные ионы и электроны.

Степень ионизации газа зависит от температуры и резко возрастает с её увеличением. У водорода, например, при температуре ниже степень ионизации не превосходит , а при температуре выше степень ионизации близка к (то есть водород почти полностью ионизирован (частично или полностью ионизированный газ называется плазмой)).

Помимо высокой температуры имеются и другие факторы, вызывающие ионизацию газа.

Мы их уже вскользь упоминали: это радиоактивные излучения, ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи, космические частицы. Всякий такой фактор, являющийся причиной ионизации газа, называется ионизатором.

Таким образом, ионизация происходит не сама по себе, а под воздействием ионизатора.

Одновременно идёт и обратный процесс — рекомбинация, то есть воссоединение электрона и положительного иона в нейтральную частицу (рис. 4).

Рис. 4. Рекомбинация

Причина рекомбинации проста: это кулоновское притяжение противоположно заряженных электронов и ионов. Устремляясь навстречу друг другу под действием электрических сил, они встречаются и получают возможность образовать нейтральный атом (или молекулу — в зависимости от сорта газа).

При неизменной интенсивности действия ионизатора устанавливается динамическое равновесие: среднее количество частиц, распадающихся в единицу времени, равно среднему количеству рекомбинирующих частиц (иными словами, скорость ионизации равна скорости рекомбинации).Если действие ионизатора усилить (например, повысить температуру), то динамическое равновесие сместится в сторону ионизации, и концентрация заряженных частиц в газе возрастёт. Наоборот, если выключить ионизатор, то рекомбинация начнёт преобладать, и свободные заряды постепенно исчезнут полностью.

Итак, положительные ионы и электроны появляются в газе в результате ионизации. Откуда же берётся третий сорт зарядов — отрицательные ионы? Очень просто: электрон может налететь на нейтральный атом и присоединиться к нему! Этот процесс показан на рис. 5.

Рис. 5. Появление отрицательного иона

Образованные таким образом отрицательные ионы будут участвовать в создании тока наряду с положительными ионами и электронами.

Несамостоятельный разряд

Если внешнего электрического поля нет, то свободные заряды совершают хаотическое тепловое движение наряду с нейтральными частицами газа. Но при наложении электрического поля начинается упорядоченное движение заряженных частиц — электрический ток в газе.

Рис. 6. Несамостоятельный разряд

На рис. 6 мы видим три сорта заряженных частиц, возникающих в газовом промежутке под действием ионизатора: положительные ионы, отрицательные ионы и электроны. Электрический ток в газе образуется в результате встречного движения заряженных частиц: положительных ионов — к отрицательному электроду (катоду), электронов и отрицательных ионов — к положительному электроду (аноду).

Электроны, попадая на положительный анод, направляются по цепи к «плюсу» источника тока. Отрицательные ионы отдают аноду лишний электрон и, став нейтральными частицами, возвращаются в обратно газ; отданный же аноду электрон также устремляется к «плюсу» источника. Положительные ионы, приходя на катод, забирают оттуда электроны; возникший дефицит электронов на катоде немедленно компенсируется их доставкой туда с «минуса» источника. В результате этих процессов возникает упорядоченное движение электронов во внешней цепи. Это и есть электрический ток, регистрируемый гальванометром.

Описанный процесс, изображённый на рис. 6, называется несамостоятельным разрядом в газе. Почему несамостоятельным? Потому для его поддержания необходимо постоянное действие ионизатора. Уберём ионизатор — и ток прекратится, поскольку исчезнет механизм, обеспечивающий появление свободных зарядов в газовом промежутке. Пространство между анодом и катодом снова станет изолятором.

Вольт-амперная характеристика газового разряда

Зависимость силы тока через газовый промежуток от напряжения между анодом и катодом (так называемая вольт-амперная характеристика газового разряда) показана на рис. 7.

Рис. 7. Вольт-амперная характеристика газового разряда

При нулевом напряжении сила тока, естественно, равна нулю: заряженные частицы совершают лишь тепловое движение, упорядоченного их движения между электродами нет.

При небольшом напряжении сила тока также мала. Дело в том, что не всем заряженным частицам суждено добраться до электродов: часть положительных ионов и электронов в процессе своего движения находят друг друга и рекомбинируют.

С повышением напряжения свободные заряды развивают всё большую скорость, и тем меньше шансов у положительного иона и электрона встретиться и рекомбинировать. Поэтому всё большая часть заряженных частиц достигает электродов, и сила тока возрастает (участок ).

При определённой величине напряжения (точка ) скорость движения зарядов становится настолько большой, что рекомбинация вообще не успевает происходить. С этого момента все заряженные частицы, образованные под действием ионизатора, достигают электродов, и ток достигает насыщения — а именно, сила тока перестаёт меняться с увеличением напряжения. Так будет происходить вплоть до некоторой точки .

Самостоятельный разряд

После прохождения точки сила тока при увеличении напряжения резко возрастает — начинается самостоятельный разряд. Сейчас мы разберёмся, что это такое.

Заряженные частицы газа движутся от столкновения к столкновению; в промежутках между столкновениями они разгоняются электрическим полем, увеличивая свою кинетическую энергию. И вот, когда напряжение становится достаточно большим (та самая точка ), электроны за время свободного пробега достигают таких энергий, что при соударении с нейтральными атомами ионизируют их! (С помощью законов сохранения импульса и энергии можно показать, что именно электроны (а не ионы), ускоряемые электрическим полем, обладают максимальной способностью ионизировать атомы.)

Начинается так называемая ионизация электронным ударом. Электроны, выбитые из ионизированных атомов, также разгоняются электрическим полем и налетают на новые атомы, ионизируя теперь уже их и порождая новые электроны. В результате возникающей электронной лавины число ионизированных атомов стремительно возрастает, вследствие чего быстро возрастает и сила тока.

Количество свободных зарядов становится таким большим, что необходимость во внешнем ионизаторе отпадает. Его можно попросту убрать. Свободные заряженные частицы теперь порождаются в результате внутренних процессов, происходящих в газе — вот почему разряд называется самостоятельным.

Если газовый промежуток находится под высоким напряжением, то для самостоятельного разряда не нужен никакой ионизатор. Достаточно в газе оказаться лишь одному свободному электрону, и начнётся описанная выше электронная лавина. А хотя бы один свободный электрон всегда найдётся!

Вспомним ещё раз, что в газе даже при обычных условиях имеется некоторое «естественное» количество свободных зарядов, обусловленное ионизирующим радиоактивным излучением земной коры, высокочастотным излучением Солнца, космическими лучами. Мы видели, что при малых напряжениях проводимость газа, вызванная этими свободными зарядами, ничтожно мала, но теперь — при высоком напряжении — они-то и породят лавину новых частиц, дав начало самостоятельному разряду. Произойдёт, как говорят, пробой газового промежутка.

Напряжённость поля, необходимая для пробоя сухого воздуха, равна примерно кВ/см. Иными словами, чтобы между электродами, разделёнными сантиметром воздуха, проскочила искра, на них нужно подать напряжение киловольт. Вообразите же, какое напряжение необходимо для пробоя нескольких километров воздуха! А ведь именно такие пробои происходят во время грозы — это прекрасно известные вам молнии.

Интенсивная подготовка

Бесплатные пробные ЕГЭ

Расписание курсов

Звоните нам: 8 (800) 775-06-82 (бесплатный звонок по России) +7 (495) 984-09-27 (бесплатный звонок по Москве)

Или нажмите на кнопку «Узнать больше», чтобы заполнить контактную форму. Мы обязательно Вам перезвоним.

Урок «Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза»

  • Державина Людмила Александровна, учитель физики

Разделы: Физика

Царство науки не знает предела —
Всюду следы её вечных побед.
Разума слово и дело,
Сила и свет.

Цели урока:

  1. Сформировать понятие об электролизе, как о физико-химическом процессе; установить связь между элементами содержания ранее изученного материала на уроках химии.
  2. Показать возможности использования электролиза в промышленности.
  3. Развивать логическое и абстрактное мышление; формировать навыки анализа источников информации, развития устной речи.
  4. Развивать навыки работы на компьютере.

Подготовка к уроку

  1. Оборудование: источник тока ВС 4-12, лампочка на 4 в, угольные стержни, раствор медного купороса, ключ, провода.
  2. На партах конспект к уроку.

Электрический ток в жидкостях

Среда

Свободные носители электрических зарядов

Экспериментальное подтверждение

Закон

Пояснения

Электролиты

положительные и отрицательные ионы

Электролиза (закон Фарадея)

масса вещества выделившегося на электроде

k — электрохимический эквивалент

k — отношение массы иона к его заряду

Задачи

№1. При серебрении изделия пользовались током 5А в течение 15 мин. Какое количество серебра израсходовано за это время?

№2. При каком токе протекал электролиз в растворе медного купороса, если за 5 мин на катоде выделилось 6 г меди?

№3. Какой разряд должен пройти через раствор сернокислой меди, чтобы на катоде отложилось 6,58 г меди?

№4. За сколько времени полностью израсходуется медный анод, размеры которого 100*50*2 (мм3), при условии. Что ток в ванне 3,0 А?

№5. При электрическом способе получения никеля расходуется 10кВт энергии на 1 кг. Электрохимический эквивалент никеля 3*10-7 кг/Кл.

№6. Сколько алюминия выделятся при затрате 1 кВт/ч электрической энергии, если электролиз ведется при напряжении 5,0 В. КПД установки 80%?

Домашнее задание § 122-123, упр. 20 (4,5)

Ход урока

I. Организация урока

II. Повторение пройденной темы по вопросам

  1. Что является носителями свободных зарядов в металлах? В вакууме? Полупроводниках?
  2. Дайте определение силе тока.
  3. Как найти количества электричества
  4. Как определится энергия электрического поля?
  5. Чему равно произведение силы тока на время?
  6. Как определяется коэффициент полезного действия? )

III. Изложение новой темы

Учитель. Физика и химия естественные науки, объект их изучения природные явления, в частности электролиз. Мы должны рассмотреть этот процесс, его суть и применение в технике.

Демонстрация: Подсоединяем источник тока к угольным электродам. Погрузим электроды в раствор медного купороса. Замкнём ключ, увидим, что лампочка горит, и оставим на некоторое время.

Из курса химии вы знаете о процессе проводимости в жидкостях, что известно вам об этом?

Ученик. Проводимость в жидкостях обусловлена движением положительных и отрицательных ионов.

Учитель. Смотрим фрагменты урока «Электрический ток в жидкостях» компьютерного диска «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» урок физики в 10 классе и их обсуждаем.

Фрагмент Природа проводимости в жидкостях.

Рисунок 1

Обратим внимание на конспект. Итак, свободные носители электрических зарядов в растворах электролитов положительные и отрицательные ионы.

Учитель. Вернёмся к нашей установке. Вынем электроды из раствора медного купороса. Каков результат опыта?

Ученик. На одном электроде выделилась чистая медь.

Учитель. Рассмотрим процесс электролиза. Смотрим фрагмент.

Фрагмент Процесс электролиза.

Рисунок 2

На одном из электродов выделяется чистая медь, этот электрод соединён с отрицательным полюсом (катодом).

На аноде протекает процесс окисления, на катоде — восстановления. Поэтому, электролиз определяют, как окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита.

Учитель. При электролизе на катоде происходит выделение вещества. От чего зависит масса вещества, выделяющегося на катоде за определённое время? Это установил английский учёный Майкл Фарадей.

Историческая справка о Фарадее.

Рисунок 4

Современная наука позволяет вывести закон Фарадея теоретически. Но во времена Фарадея не существовало электронной теории и даже самого понятия об электроне. Более того, именно закон, полученный Фарадеем опытным путём, послужил толчком к выдвижению гипотезы о существовании в природе элементарной порции электричества.

Фрагмент Закон электролиза.

Рисунок 5

Учитель. Выведем закон Фарадея, опираясь на наши знания.

Масса выделившегося на катоде вещества равна:
m=moiNi, где mi – масса иона, а Ni число ионов, но moi=, М – молярная масса, NA – число Авогадро.

Ni= где заряд иона qoi= ne, n – валентность.

Электрохимический эквивалент равен отношению массы иона к его заряду. Посмотрим в конспект. У нас записан закон Фарадея и электрохимический эквивалент. Для каждого вещества электрохимический эквивалент разный.

Работа с таблицей в «Сборнике задач по физике» А. П. Рымкевича

Таблица № 10 стр. 165, найти электрохимический эквивалент меди, серебра, никеля.

В век наш стремительный
Знанья нужны.
К делу приложены знанья должны.
Вот электролиз мы учим опять
Где же мы сможем его применять?
Мир применения очень велик
Вечный гербарий, бижутерия – шик.
А кружева из металла – мечта!
В мире царим ведь всегда красота.
Ну а теперь по серьёзней дела,
Чистых металлов получена тьма,
Газ: кислород, водород, фтор и хлор,
И от коррозии крепкий запор.

Рассмотрим применение электролиза на практике. Электролиз получил широкое распространение.

Гальваностегия (от Гальвании и (стеге) – покрытие-) нанесение на поверхность изделия тонкого металлического покрытия из цинка, никеля, хрома, меди, свинца. Эти металлы защищают изделие от коррозии и механического износа, повышают их твёрдость. Наносят на покрытие, обладающее заранее заданными техническими характеристиками, скажем, определённой электропроводностью.

Методами гальванопластики (от Гальвани и (пластики) — лепка) на поверхности изделия осаждают толстый слой металла, который легко отделяется от формы и хорошо производит рельеф. Так делают детали из металлов с трудом поддающихся традиционной обработки. С помощью гальванопластики изготавливают печатное клише, валики для теснения кож. Гальванопластическим способом можно выполнять множество интересных работ, делать обычные кружева металлическими и ими украшать деревянные изделия, изготавливать филигранные, ажурные подстаканники, хлебницы, создавать ювелирные изделия.

Фрагмент Гальванопластика и гальваностегия.

Рисунок 3

На уроках химии знакомились с электрометаллургией, получением чистых металлов, рафинирование металлов. Все эти примеры относятся к катодным процессам.

Фрагмент Получение веществ.

Рисунок 4

Итак, подведём итог.

  1. Вследствие электролитической диссоциации в растворах электролитов появляются свободные носители зарядов – положительные и отрицательные ионы.
  2. Растворы и расплавы электролитов обладают ионной проводимостью. В некоторых жидких проводниках существует и электронная проводимость.
  3. Явление электролиза состоит в том, что при протекании тока через электролит на электродах выделяется вещество. Масса вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна прошедшему через электролит заряду.
  4. Электролиз получил широкое применение в технике. Его используют в гальваностегии и гальванопластике, в электрометаллургии.

Учитель. Мы сегодня расширили границы имеющихся у вас знаний по электролизу, познакомились с законом Фарадея, применением электролиза. Знать теорию мало, надо уметь применять её при решении задач.

IV. Проверка знаний учащихся

Электрический ток в жидкостях.

1. При повышении температуры удельное сопротивление раствора электролиза

Не изменяется
Увеличивается
Уменьшается
Может уменьшаться или увеличиваться

2. Процесс образования ионов при растворении веществ в жидкостях

Ионизацией
Электрической диссоциацией
Термоэлектронной эмиссией
Фотоэффектом

V. Решение задач из опорного конспекта

Задачи в конспекте расположены в порядке усложнения материала. При решении необходимо использовать все имеющиеся у вас знания. За консультацией при решении задач нужно обращаться к учителю. Для решения необходимо пользоваться таблицей электрохимических эквивалентов.

  1. m=0,005кг .
  2. I=60,6 A
  3. U=10,8B
  4. m=0,054 кг.

VI. Домашнее задание

Физика 10 класс Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н.Н. Сотский §119, 120. Упражнение20 (4, 5).

VII. Итоги урока

Что понравилось на уроке? Что было неудачным по вашему мнению? О чём хотелось бы узнать больше?

Литература

  1. Компьютерный диск «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Уроки физики в 10 классе.
  2. Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Сотский Физика 10 класс. Учебник для образовательных учреждений М.: Просвещение 2006 г.
  3. Энциклопедия для детей физика – М.: Аванта, 1998 г.
  4. Хрестоматия по физике – под ред. Б. П. Спасского – М.: Просвещение, 1982 г.
  5. Газета » Физика» Издательский дом «Первое сентября» № 10 2006 г., № 5 2004 г.

Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза

«Физика — 10 класс»

Каковы носители электрического тока в вакууме?
Каков характер их движения?

Жидкости, как и твёрдые тела, могут быть диэлектриками, проводниками и полупроводниками. К диэлектрикам относится дистиллированная вода, к проводникам — растворы и расплавы электролитов: кислот, щелочей и солей. Жидкими полупроводниками являются расплавленный селен, расплавы сульфидов и др.

Электролитическая диссоциация.

При растворении электролитов под влиянием электрического поля полярных молекул воды происходит распад молекул электролитов на ионы.

Распад молекул на ионы под влиянием электрического поля полярных молекул воды называется электролитической диссоциацией.

Степень диссоциации — доля в растворённом веществе молекул, распавшихся на ионы.

Степень диссоциации зависит от температуры, концентрации раствора и электрических свойств растворителя.

С увеличением температуры степень диссоциации возрастает и, следовательно, увеличивается концентрация положительно и отрицательно заряженных ионов.

Ионы разных знаков при встрече могут снова объединиться в нейтральные молекулы.

При неизменных условиях в растворе устанавливается динамическое равновесие, при котором число молекул, распадающихся за секунду на ионы, равно числу пар ионов, которые за то же время вновь объединяются в нейтральные молекулы.

Ионная проводимость.

Носителями заряда в водных растворах или расплавах электролитов являются положительно и отрицательно заряженные ионы.

Если сосуд с раствором электролита включить в электрическую цепь, то отрицательные ионы начнут двигаться к положительному электроду — аноду, а положительные — к отрицательному — катоду. В результате по цепи пойдёт электрический ток.

Проводимость водных растворов или расплавов электролитов, которая осуществляется ионами, называют ионной проводимостью.

Жидкости могут обладать и электронной проводимостью. Такой проводимостью обладают, например, жидкие металлы.

Электролиз. При ионной проводимости прохождение тока связано с переносом вещества. На электродах происходит выделение веществ, входящих в состав электролитов. На аноде отрицательно заряженные ионы отдают свои лишние электроны (в химии это называется окислительной реакцией), а на катоде положительные ионы получают недостающие электроны (восстановительная реакция).

Жидкости могут обладать и электронной проводимостью. Такой проводимостью обладают, например, жидкие металлы.

Процесс выделения на электроде вещества, связанный с окислительновосстановительными реакциями, называют электролизом.

От чего зависит масса вещества, выделяющегося за определённое время? Очевидно, что масса m выделившегося вещества равна произведению массы m0i одного иона на число Ni ионов, достигших электрода за время Δt:

m = m0iNi. (16.3)

Масса иона m0i равна:

где М — молярная (или атомная) масса вещества, a NA — постоянная Авогадро, т. е. число ионов в одном моле.

Число ионов, достигших электрода, равно

где Δq = IΔt — заряд, прошедший через электролит за время Δt; q0i — заряд иона, который определяется валентностью n атома: q0i = пе (е — элементарный заряд). При диссоциации молекул, например КВr, состоящих из одновалентных атомов (n = 1), возникают ионы К+ и Вr-. Диссоциация молекул медного купороса ведёт к появлению двухзарядных ионов Си2+ и SO2-4 (n = 2). Подставляя в формулу (16.3) выражения (16.4) и (16.5) и учитывая, что Δq = IΔt, a q0i = nе, получаем

Закон Фарадея.

Обозначим через k коэффициент пропорциональности между массой m вещества и зарядом Δq = IΔt, прошедшим через электролит:

где F = eNA = 9,65 • 104 Кл/моль — постоянная Фарадея.

Коэффициент k зависит от природы вещества (значений М и n). Согласно формуле (16.6) имеем

m = kIΔt. (16.8)

Закон электролиза Фарадея:

Масса вещества, выделившегося на электроде за время Δt. при прохождении электрического тока, пропорциональна силе тока и времени.

Это утверждение, полученное теоретически, впервые было установлено экспериментально Фарадеем.

Величину k в формуле (16.8) называют электрохимическим эквивалентом данного вещества и выражают в килограммах на кулон (кг/Кл).

Из формулы (16.8) видно, что коэффициент к численно равен массе вещества, выделившегося на электродах, при переносе ионами заряда, равного 1 Кл.

Электрохимический эквивалент имеет простой физический смысл. Так как M/NA = m0i и еn = q0i, то согласно формуле (16.7) k = rn0i/q0i, т. е. k — отношение массы иона к его заряду.

Измеряя величины m и Δq, можно определить электрохимические эквиваленты различных веществ.

Убедиться в справедливости закона Фарадея можно на опыте. Соберём установку, показанную на рисунке (16.25). Все три электролитические ванны заполнены одним и тем же раствором электролита, но токи, проходящие через них, различны. Обозначим силы токов через I1, I2, I3. Тогда I1 = I2 + I3. Измеряя массы m1, m2, m3 веществ, выделившихся на электродах в разных ваннах, можно убедиться, что они пропорциональны соответствующим силам токов I1, I2, I3.

Определение заряда электрона.

Формулу (16.6) для массы выделившегося на электроде вещества можно использовать для определения заряда электрона. Из этой формулы вытекает, что модуль заряда электрона равен:

Зная массу m выделившегося вещества при прохождении заряда IΔt, молярную массу М, валентность п атомов и постоянную Авогадро NA, можно найти значение модуля заряда электрона. Оно оказывается равным e = 1,6 • 10-19 Кл.

Именно таким путём и было впервые в 1874 г. получено значение элементарного электрического заряда.

Применение электролиза. Электролиз широко применяют в технике для различных целей. Электролитическим способом покрывают поверхность одного металла тонким слоем другого (никелирование, хромирование, позолота и т. п.). Это прочное покрытие защищает поверхность от коррозии. Если обеспечить хорошее отслаивание электролитического покрытия от поверхности, на которую осаждается металл (этого достигают, например, нанося на поверхность графит) то можно получить копию с рельефной поверхности.

Процесс получения отслаиваемых покрытий — гальванопластика — был разработан русским учёным Б. С. Якоби (1801—1874), который в 1836 г. применил этот способ для изготовления полых фигур для Исаакиевского собора в Санкт-Петербурге.

Раньше в полиграфической промышленности копии с рельефной поверхности (стереотипы) получали с матриц (оттиск набора на пластичном материале), для чего осаждали на матрицы толстый слой железа или другого вещества. Это позволяло воспроизвести набор в нужном количестве экземпляров.

При помощи электролиза осуществляют очистку металлов от примесей. Так, полученную из руды неочищенную медь отливают в форме толстых листов, которые затем помещают в ванну в качестве анодов. При электролизе медь анода растворяется, примеси, содержащие ценные и редкие металлы, выпадают на дно, а на катоде оседает чистая медь.

При помощи электролиза получают алюминий из расплава бокситов. Именно этот способ получения алюминия сделал его дешёвым и наряду с железом самым распространённым в технике и быту.

С помощью электролиза получают электронные платы, служащие основой всех электронных изделий. На диэлектрик наклеивают тонкую медную пластину, на которую наносят особой краской сложную картину соединяющих проводов. Затем пластину помещают в электролит, где вытравливаются не закрытые краской участки медного слоя. После этого краска смывается, и на плате появляются детали микросхемы.

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский

Следующая страница «Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряды»
Назад в раздел «Физика — 10 класс, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский»

Электрический ток в различных средах — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Электрическая проводимость различных веществ. Электронная проводимость металлов — Зависимость сопротивления проводника от температуры. Сверхпроводимость — Электрический ток в полупроводниках. Собственная и примесная проводимости — Электрический ток через контакт полупроводников с разным типом проводимости. Транзисторы — Электрический ток в вакууме. Электронно-лучевая трубка — Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза — Электрический ток в газах. Несамостоятельный и самостоятельный разряды — Плазма — Примеры решения задач по теме «Электрический ток в различных средах»

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *