Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 110

Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.

Яворский Б.М. , Детлаф А.А., Лебедев А.К. Справочник по физике для инженеров и студентов — М.: Оникс, 2006. — 1056 c.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка): spravochnikpofizike2006.djvu
Предыдущая << 1 .. 104 105 106 107 108 109 < 110 > 111 112 113 114 115 116 .. 307 >> Следующая


J Rn Rn

Рис. IV.2.6

определяемое из уравнения (K0 + Дд)/0 = и,
IV.2.4 ПРАВИЛА КИРХГОФА

403

откуда

Дд“?-ль-

Ie “О ©¦

Рис. IV.2.7

3. В электрической схеме, приведенной на рис. IV. 2.7, заданы сопротивления R2, R3, R4 и электродвижущие силы K1 И K2- Требуется определить сопротивление R1 при условии, что ток в цепи гальванометра G отсутствует (Zg = 0). Выберем направления токов так, как показано на рис. IV.2.7, тогда для узлов А, В и С первое правило Кирхгофа записывается в виде:

I2- Ii — 0,

Ji+ J3 = *.

Z4-Z3 = O-

Замкнутые контуры ABCGA, ADCGA и BCDB обходим против часовой стрелки, получим:

-/x.Ri + ” ^1’

= 0,

1-^2

- Z4ZJ4.

+ I4R4 -K2-

Решая эту систему уравнений, находим RvRo R2(R3 + R4) g”,

Л* Q .

R1= 3

R*

R*

При K1 — 0 результат не зависит от К, и мы получим схему мостика Уитстона для измерения сопротивлений:

RiiR0

R

1

Ra

Эта формула остается справедливой, если гальванометр G її источник ЭДС t 2 в мостике Уитстона поменять месами.
404

1V.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ

Глава 3

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ

1. ПРОВОДИМОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ.

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ

1°. Электрический ток во многих жидкостях (водных растворах солей, кислот и проч.) осуществляется упорядоченным перемещением ионов — атомов или групп атомов, обладающих избыточным или недостаточным количеством электронов по сравнению с нейтральными атомами или молекулами. Электрическое поле, которое вызывает упорядоченное движение ионов, создается в жидкости электродами — проводниками, соединенными с полюсами источника ЭДС. Положительный электрод называют анодом, отрицательный — катодом. Соответственно положительные ионы (катионы) — ионы металлов и водорода — движутся к катоду, отрицательные ионы (анионы) ¦— ионы кислотных остатков и гидроксильной группы — движутся к аноду.

2°. Прохождение электрического тока через такие жидкости сопровождается явлением электролиза — выделением на электродах составных частей растворенных веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций. Проводники, в которых прохождение электрического тока сопровождается электролизом, называют электролитами или проводниками второго рода. В отличие от металлических проводников (проводников первого рода) ток в электролитах обусловлен переносом вещества.

3°. Электролитической диссоциацией называют распад молекул растворенного вещества на положительно и отрицательно заряженные ионы в результате взаимодействия с растворителем. Это явление обусловлено совместным действием двух причин: теплового движения и взаимодействия полярных молекул растворенного вещества, состоящих из взаимосвязанных ионов (например, молекул солей, кислот и щелочей), с полярными молекулами растворителя (налример, воды). Указанное взаимодействие приводит к ослаблению свя-
IV.3.2. ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

405

зи между ионами и облегчает разрыв этой связи при столкновении молекулы растворенного вещества с достаточно быстро движущейся молекулой растворителя (или растворенного вещества).

Коэффициентом (степенью) диссоциации а. называют отношение числа молекул и0 , диссоциировавших на ионы, к общему числу п0 молекул растворенного ве-

nO

щества: а = — .

п0

4°. Вследствие хаотического теплового движения ионов в растворе происходит процесс воссоединения ионов противоположных знаков в нейтральные молекулы, называемый молизацией.

В условиях динамического равновесия между процессами диссоциации и молизации а удовлетворяет уравнению

I_

- -pf' = const ¦ пп.

а2

Если п0 -* 0, то а -» 1, т. е. в слабых растворах а ~ 1 и почти все молекулы диссоциированы. С увеличением концентрации раствора а убывает. В сильно концентрированных растворах .

const

К'

2. ЗАКОНЫ ЭЛЕКТРОЛИЗА

1°. Первый закон электролиза (первый закон Фарадея): количество вещества М, выделяющегося на электроде, прямо пропорционально электрическому заряду q, прошедшему через электролит:

M = kq.

Коэффициент пропорциональности k, равный массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единицы электрического заряда, называют электрохимическим эквивалентом вещества. При пропускании через электролит постоянного тока I в течение времени t

5 = It и M= kit.
406

IV.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ

2°. Второй закон электролиза (второй закон Фарадея): электрохимические эквиваленты элементов k3 относятся как их химические эквиваленты k :

Кз1 Вх1

Химическим эквивалентом иона называют отношение молярной массы ц иона к его валентности Z:

х Z

Поэтому электрохимический эквивалент

h = I й

э FZ'

где F постоянная {число) Фарадея.

3°. Объединенный закон Фарадея:

M = і F Z

Если M= H , то q = F. Таким образом, постоянная Фарадея равна электрическому заряду, при прохождении которого через электролит на электроде выделяется

1 моль одновалентного вещества. Постоянная Фарадея, одна из фундаментальных физических постоянных, равна произведению постоянной Авогадро Na на элементарный разряд е:
Предыдущая << 1 .. 104 105 106 107 108 109 < 110 > 111 112 113 114 115 116 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed