Термоэлектричество

Пусть два полукольца из металлов, отличающихся плотностью электронного газа, соединены так, как показано на рисунке 19. Контактная разность потенциалов при одинаковой температуре обоих контактов в точках С и Д не может создать электрический ток в цепи САДВС, так как она лишь уравнивает потоки электронов в противоположных направлениях.

Е

Рисунок 19. Возникновение

термоэлектричества

сли нагреть контакт Д, то контактная разность потенциалов в нем возрастает. Если температура контакта Д будет все время больше, чем температура контакта С, то по замкнутой цепи будет протекать постоянный электрический ток. Следовательно, в такой цепи действует Э.Д.С. Э.Д.С. в замкнутой цепи,

с оставленной из разнородных металлов, которая обусловлена различием температур контактов, называют термо-Э.Д.С. Термо-Э.Д.С. прямо пропорциональна разности температур контактов и зависит от рода металлов. Она невелика и достигает нескольких стотысячных долей вольта на 1 градус разности температур контактов.

Прибор, состоящий из двух разных металлов со спаянными концами, называют термопарой или термоэлементом (рисунок 20). Термопары широко применяются в науке и технике в качестве точных термометров.

Рисунок 20. Термопара

Контрольные вопросы

1. Изложите основные положения электронной теории проводимости металлов.

2. Расскажите о контактной разности потенциалов, возникающей за счет различия в работе выхода соединяемых металлов.

3. Расскажите о контактной разности потенциалов, возникающей за счет различной плотности электронного газа в соединяемых металлах.

4. Как можно создать термо - ЭДС, и где она может быть использована?

Электрический ток в электролитах. Электролиз. Применение электролиза в технике.

Чистая дистиллированная вода – это хороший диэлектрик. Раствор кислоты в воде – хороший проводник. Диполи воды, возникающие в результате действия электрического поля, окружают молекулу кислоты и «растаскивают» ее на ионы (рис.21).

Распад молекул на ионы под действием растворителя называют электролитической диссоциацией.

Ж

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

Рисунок 21. Электролитическая диссоциация

Рассмотрим процесс прохождения электрического тока в электролите. В электролитическую ванну налит раствор серной кислоты и опущены две платиновых пластины. Пластины называются электродами. Электрод, соединенный с (+) источника тока, называется анодом. Электрод, соединенный с (-) источника тока, называется катодом.

В результате электролитической диссоциации в растворе образуются ионы:

Процессы на катоде Процессы на аноде

Здесь заряд электрона. На катоде выделяется газообразный водород, а на аноде – газообразный кислород. Из раствора уходят части молекул воды, а составные части кислоты остаются в растворе. Прохождение электрического тока через электролиты, сопровождающееся химическими превращениями вещества и выделением его на электродах, называется электролизом. В рассмотренном примере выделение вещества происходит при неактивном аноде, то есть анод выполнен из платины и не растворяется в электролите.

Если в электролитическую ванну налить раствор соли того же вещества, из которого сделан анод, то в процессе электролиза вещество выделится на катоде, а анод растворится. В этом случае анод называют активным, так как он реагирует с электролитом. Таким способом выделяют химически чистые металлы, например медь, серебро (рисунок 22) и т.д.

Э лектролиз применяется также для нанесения слоя одного металла на поверхность другого металла и для электрополировки поверхности металлов.

Ток в электролите подчиняется закону Ома.

Рисунок 22. Процесс получения химически чистого серебра