I. Различие в работе выхода электронов из металлов.

РИСУНОК

РИСУНОК

РИСУНОК

Ав1>Aв2. Приведем пластинки в соприкосновение. Чтобы электроны из 1-ого металла перешли во 2–ой металл им нужно совершить работу «Дельта»Ав, которая значительно меньше Ав1. Поэтому многие электроны будут переходить слева направо даже при комнатной температуре. Все электроны, которые при хаотическом движении пересекают границу, останутся в 1–ом металле, так как их потенциальная энергия уменьшается.

(При переходе из 1-го металла во 2-ой металл электроны должны преодолеть потенциальную ступеньку, а при переходе из 2-ого металла в 1-ый металл электроны сами скатываются с потенциальной ступеньки «Дельта»Ав в 1-ый металл). Следовательно, справа налево должно переходить больше электронов, чем в обратную сторону. Поэтому 1-ый металл заряжается отрицательно, а 2-ой – положительно, то есть между ними возникает электрическое поле. Все это поле оказывается сосредоточенным в тонком переходном слое между металлами. Оно тормозит переход электронов из 2-ого металла в 1-ый металл. Поэтому потоки электронов в обе стороны между металлами бысто уравновешиваются и наступает подвижное равновесие (не зависит от температуры).

II. Неодинаковая плотность электронного газа в металле.

РИСУНОК

Поток электронов из 1-ого металла во 2-ой металл, обусловленный их хаотическим движением, будет больше, чем в обратную сторону, и 1-ый металл зарядится положительно, а 2-ой металл – отрицательно. Электрическое поле, которое появляется при этом в переходном слое между металлами, тормозит переход электронов из 1-ого металла во 2-ой металл, и между потоками электронов в обе стороны быстро наступает подвижное равновесие (зависит от температуры)

Термоэлектродвижущая сила.

РИСУНОК

Если подогреть контакт Д, то в нем произойдет переход электронов из металла В в металл А, а контактная разность потенциалов возрастет. Так как в металле А на конце Д электронов стало больше, то они устремятся к концу С. Увеличение концентрации электронов на конце С вызовет их переход из металла А в металл В через контакт С. Отсюда они по металлу В перейдут к контакту Д.

То есть, если температура контакта Д будет все время больше, чем контакта С, то по замкнутой линии будет происходить направленное движение электронов против часовой стрелки. Следовательно, в такой цепи действует ЭДС.

ЭДС в замкнутой цепи, составленной из разнородных металлов, которая обусловлена различными температурами контактов, называется термо-ЭДС.

Термо-ЭДС прямо пропорциональна разности температур их контактов и зависит от рода металла.

Электрическая энергия в такой цепи получается за счет внутренней энергии источника, поддерживающего разность температур контактов.

Электрический ток в электролитах

HCl = H^(+) + Cl^(–)

Распад молекул на ионы под действием растворителя называется электролитической диссоциацией.

Электролиз

Жидкий проводник, в котором подвижными носителями зарядов являются только ионы, называется электролитом.

H2SO4 = 2*H^(+) + SO4^(2-) (серная кислота)

РИСУНОК

Опустим в ванну пластиковые пластины и соединим их через А с батарей. Эти пластины называются электродами.

Электрод, который присоединяется с положительным полюсом источника тока, называется анодом, а электрод, соединенный с отрицательным полюсом источника тока – катодом.

Если замкнуть цепь ключом, то в электролите между электродами возникнет электрическое поле. Под действием сил этого поля ионы водорода устремятся к катоду, а ионы кислотного остатка – а аноду.

Дойдя до катода, ионы водорода присоединяют к себе один из свободных электронов пластины и превращаются в нейтральные атомы водорода. Соединяясь попарно, эти атомы образуют молекулы газообразного водорода, который выделяется на катоде.

4H2O = 4H^(+) + 4OH^(-)

H + 4(e) = 2H2;

H2SO4 = 2H^(+) + SO4^(2-)

4OH^(-) - 4(e) = 2H2O +O2

Из раствора выходят составные части молекул воды, а составные части молекул кистоты остаются в растворе. Это означает, что по мере прохождения тока количество воды в растворе убывает, а концентрация растова возрастает.

Прохождение электрического тока через электролиты, сопровождающееся химическими превращениями вещества и выделением его на электродах, называется электролизом.