Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочник по физике для инженеров и студентов" -> 111

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 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 307 >> Следующая


F = NAe = 9,648456 ¦ IO4 Кл/моль.

3. ДИСКРЕТНОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАРЯДА

Из законов Фарадея определяется величина q заряда любого иона: q = ±Z— , где Z —валентность иона, F —

постоянная Фарадея, Na — постоянная Авогадро. Заряд одновалентного иона (Z = 1) равен элементарному заряду: Q1 = е = 1,602 • 10“19 Кл.

Установлено, что любой электрический заряд является кратным от наименьшего заряда е, который является элементарным зарядом.
IV.3.5. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ГАЗОВ

407

4. ЗАКОН ОМА ДЛЯ ТОКА В ЖИДКОСТЯХ

1°. Плотность тока j в жидкостях равна сумме плотностей токов положительных и отрицательных ионов: j = j+ + j-

Зависимость плотности тока в жидкостях j от напряженности E электрического поля имеет вид j = eZ+n0+ (и+ + и_) Е,

где е — элементарный заряд, Z+ — валентность положительных ионов в растворе, п0+ — концентрация положительных ионов в электролите, и+пи_ — подвижности соответственно положительного и отрицательного ионов, т. е. средние скорости направленного движения этих ионов под действием электрического поля, напряженность которого равна единице. Эта формула выражает закон Ома для плотности тока в электролитах.

2°. Удельное сопротивление электролита

Р eZ+no+(u-t +“-)'

Если молекула электролита диссоциирует на k+ положительных и k_ отрицательных ионов, то k+Z+ = k_Z_, и тогда можем записать

п0+ = k+an0 и и0 = Iijmii,

где а — коэффициент диссоциации, п0 — концентрация электролита. В этом случае

P = -=------------ или р =-------і------,

eZ+k+ctn0(u4 + и_) NAectC(u+ + u_)

k+Z+nn k_Z_nn „ где G = ———- = ———- . Величину С называют эквивалентной концентрацией раствора.

5. ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ГАЗОВ

1°. Газы состоят из электрически нейтральных атомов и молекул и в нормальных условиях являются изоляторами. Электропроводность газов возникает при их ионизации — удалении из атомов и молекул газов электронов. Атомы (молекулы) превращаются при
408

IV.3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ

этом в положительные ионы. Отрицательные ионы возникают в газах при соединении нейтральных атомов (молекул) со свободными электронами.

2°. При ионизации атома (молекулы) ему передается энергия ионизации Wi, необходимая для вырывания электронов. Величина Wi зависит от сорта атома и энергетического состояния электрона в атоме (молекуле), она возрастает с увеличением кратности ионизации, т. е. числа электронов, вырванных из атома.

3°. Потенциалом ионизации <р; называют разность потенциалов, которую должен пройти электрон в ускоряющем электрическом поле для того, чтобы увеличение

Wi

его энергии было равно энергии ионизации: (Pi = — , где

е — элементарный заряд.

4°. Ионизация газа происходит в результате внешних воздействий: сильного нагревания, рентгеновских лучей, радиоактивных излучений, при бомбардировке молекул (атомов) газа быстро движущимися электронами или ионами. Интенсивность ионизации измеряют числом пар противоположных по знаку заряженных частиц, возникающих в единице объема газа за единицу времени.

5°. Ударная (столкновителъная) ионизация одноатомного газа электронами или ионами происходит при кинетической энергии ионизирующей частицы

^2 > w#fi+

2 Ч MJ где Wi — энергия ионизации (столкновителъная), M — масса атома, т — масса ионизирующей частицы.

Для осуществления ударной ионизации одновалентные ионы должны пройти в ускоряющем поле большую разность потенциалов, чем электроны. Эго справедливо для ионизации молекул, состоящих из любого числа атомов.

6. НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ГАЗОВЫЙ РАЗРЯД

Iе. Если электропроводность газа вызывается внешними ионизаторами, то .процесс прохождения элект-' рического то'ка через газ называют несамостоятельным газовым разрядом. Кривая зависимости силы тока/ при несамостоятельном газовом раз-
IV 3.7. САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ГАЗОВЫЙ РАЗРЯД

409

ряде от напряжения U между электродами изображена на рис. rV-З.І. При небольших напряжениях плотность тока j в разряде пропорциональна напряженности поля Е:

j = еп0(и+ + и_)Е,

где и+ и и_ — подвижности положительных и отрицательных ионов, л0 — число пар электронов и одновалентных положительных ионов в единице объема, е — элементарный заряд. В интервале давлений от 10 до IO7 Па величины и+ и и обратно пропорциональны давлению газа. При дальнейшем увеличении напряженности поля E концентрация ионов в разряде убывает и линейная зависимость силы тока от напряжения нарушается.

2°. Максимальную силу тока Ir (см. рис. VI.3.1), возможную при данной интенсивности ионизации, называют током насыщения. При этом все ионы, возникающие в газе, достигают электродов: In = eN0, где N0 — максимальное число пар одновалентных ионов, образующихся в 1 с в газе под действием ионизатора.

7. САМОСТОЯТЕЛЬНЫЙ ГАЗОВЫЙ РАЗРЯД

1°. Электрический разряд в газе, продолжающийся после прекращения действия внешнего ионизатора, называют самостоятельным газовым разрядом. Свободные электрические заряды, необходимые для поддержания такого разряда, возникают главным образом в результате ударной ионизации молекул газа под действием электронов (объемная ионизация) и выбивания электронов из катода при бомбардировке его положительными ионами (поверхностная ионизация). Ударную ионизацию молекул газа положительными ионами нужно учитывать только в случае достаточно сильных полей. Вырывание электронов из катода может также происходить вследствие его нагрева (термоэлектронная эмиссия) и внешнего фотоэффекта, связанного со свечением разряда (фотоэлектронная эмиссия).
Предыдущая << 1 .. 105 106 107 108 109 110 < 111 > 112 113 114 115 116 117 .. 307 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed