Что не проводит электрический ток: Классификация материалов по отношению к способности проводить электрический ток

Классификация материалов по отношению к способности проводить электрический ток

При появлении в нашей жизни электричества, мало кто знал о его свойствах и параметрах, и в качестве проводников использовали различные материалы, было заметно, что при одной и той же величине напряжения источника тока на потребителе было разное значение напряжения. Было понятно, что на это влияет вид материала применяемого в качестве проводника. Когда ученные занялись вопросом по изучению этой проблемы они пришли к выводу, что в материале носителями заряда являются электроны. И способность проводить электрический ток обосабливается наличием свободных электронов в материале. Было выяснено, что у некоторых материалов этих электронов большое количество, а у других их вообще нет. Таким образом существуют материалы, которые хорошо проводят электрический ток, а некоторые не обладают такой способностью.
Исходя из всего выше сказанного, все материалы поделились на три группы:

• проводники;
• полупроводники;
• диэлектрики;

 Каждая из групп нашла широкое применение в электротехнике.

Проводники

Проводниками являются материалы, которые хорошо проводят электрический ток, их применяют для изготовления проводов, кабельной продукции, контактных групп, обмоток, шин, токопроводящих жил и дорожек. Подавляющее большинство электрических устройств и аппаратов выполнена на основе проводниковых материалов. Мало того, скажу, что вся электроэнергетика не могла б существовать не будь этих веществ. В группу проводников входят все металлы, некоторые жидкости и газы.

Так же стоит упомянуть, что среди проводников есть супер проводники, сопротивление которых практически равно нулю, такие материалы очень редки и дороги. И проводники с высоким сопротивлением — вольфрам, молибден, нихром и т.д. Такие материалы используют для изготовления резисторов, нагревательных элементов и спиралей осветительных ламп.

 Но львиная доля в электротехнической сфере принадлежит рядовым проводникам: медь, серебро, алюминий, сталь, различные сплавы этих металлов. Эти материалы нашли самое широкое и огромное применение в электротехнике, особенно это касается меди и алюминия, так как они сравнительно дешевы, и их применение в качестве проводников электрического тока наиболее целесообразно. Даже медь ограничена в своем использовании, её применяют в качестве обмоточных проводов, многожильных кабелях, и более ответственных устройствах, еще реже встречаются медные шинопроводы. А вот алюминий считается королем среди проводников электрического тока, пускай он обладает более высоким удельным сопротивлением чем медь, но это компенсируется его весьма низкой стоимостью и устойчивостью к коррозии. Он широко применяется в электроснабжении, в кабельной продукции, в воздушных линиях, шинопроводах, обычных проводах и т.д.  

Полупроводники

Полупроводники, что-то среднее между проводниками и полупроводниками. Главной их особенностью является их зависимость проводить электрический ток от внешних условий. Ключевым условием является, наличие различных примесей в материале, которые как раз-таки обеспечивают возможность проводить электрический ток. Так же при определенной компоновку двух полупроводниковых материалов. На основе этих материалов на данный момент, произведено множество полупроводниковых устройств: диоды, светодиоды, транзисторы, семисторы, тиристоры, стабисторы, различные микросхемы. Существует целая наука, посвященная полупроводникам и устройствам на их основе: электронная техника. Все компьютеры, мобильные устройства. Да что там говорить, практически вся наша техника содержит в себе полупроводниковые элементы.

К полупроводниковым материалам относят: кремний, германий, графит, графен, индий и т.д.

Диэлектрики

Ну и последняя группа материалов, это диэлектрики, вещества не способные проводить электрический ток.  К таким материалам относят: дерево, бумага, воздух, масло, керамика, стекло, пластмассы, полиэтилен, поливинилхлорид, резина и т.д.  Диэлектрики получили широкое применение благодаря своим качествам. Их применяют в качестве изолирующего материала. Они предохраняют соприкосновение двух токоведущих частей, не допускают прямого прикосновения человека с этими частями. Роль диэлектриком в электротехнике не менее важна чем роль проводников, так как обеспечивают стабильную, безопасную работу всех электротехнических и электронных устройств. У всех диэлектриков существует предел, до которого они не способны проводить электрический ток, его называют пробивным напряжением. Это такой показатель, при котором диэлектрик начинает пропускать электрический ток, при этом происходит выделение тепла и разрушение самого диэлектрика. Это значение пробивного напряжения для каждого диэлектрического материала разное и приведено в справочных материалах. Чем он выше, тем лучше, надежней считается диэлектрик.

Параметром, характеризующим способность проводить электрический ток является удельное сопротивление R, единица измерения [Ом] и проводимость, величина обратная сопротивлению. Чем выше этот параметр, тем хуже материал проводит электрический ток. У проводников он равен от нескольких десятых, до сотен Ом.  У диэлектриков сопротивление достигает десятков миллионов ом.

Все три вида материалов нашли широкое применение в электроэнергетике и электротехнике. А так же тесно взаимосвязаны друг с другом.

Преподавателям — ОАО “МРСК Урала”

Уважаемые коллеги!

Перед Вами методические указания для проведения внеклассного часа по теме «Электробезопасность», которые помогут донести детям информацию об опасности электрического тока. Вы можете ознакомиться с ними на этой странице, либо скачать в формате PDF

Энергетики «МРСК Урала» призывают к бдительности и соблюдению правил безопасного поведения при взаимодействии с электричеством. Особенно это касается детской и подростковой аудитории. Для того, чтобы обезопасить детей от нежелательного воздействия электрического тока, мы взрослые, обязаны постоянно обучать детей основам безопасности жизнедеятельности. Ведь так СТРАШНО, когда причиной трагической случайности становятся пять минут, которые мы не уделили нашим детям.

Среди детей разных возрастов, случаи электротравматизма распределяются неравномерно, в большей мере под воздействие электрического тока попадают дети младшего школьного возраста.

Особое внимание необходимо уделить взаимодействию именно с данной возрастной  категорией и более плотно организовать работу с родителями.

Данные методические рекомендации разработаны специалистами «МРСК Урала»  для  преподавателей  ОБЖ, классных руководителей образовательных  учреждений,  персонала  оздоровительных  лагерей детского  отдыха. В них представлены основные правила поведения с электричеством дома и на улице для проведения внеклассного часа «Электробезопасность».

Вы можете скачать: 

План проведения внеклассного часа по теме «Электробезопасность»

1. Введение

2. Представление об опасности электрического тока

3. Действие электрического тока на организм

4. Правила поведения с электричеством в быту

5. Правила поведения вблизи энергообъектов

6. Помощь пострадавшему от действия электрического тока

7. Предупреждающие знаки по электробезопасности

8. Тест на знание ключевых правил электробезопасности

Введение

Дорогие ребята! Вы хорошо знаете, какую важную роль играет электроэнергия в быту и учебе. Она дает нам свет, тепло, приводит в движение различные механизмы, облегчающие труд человека.

Электроэнергия заняла настолько прочное место в нашей жизни, что сейчас обойтись без нее просто невозможно. Она наш незаменимый помощник. Но, оказывая огромную помощь людям, электроэнергия таит в себе смертельную опасность для тех, кто не знает или пренебрегает правилами электробезопасности, не умеет обращаться с бытовыми приборами, нарушает правила поведения вблизи энергообъектов. 

Представление об опасности электрического тока

Опасность для жизни человека представляют электроустановки любого напряжения. Запомните: безопасного электрического тока не существует!

Электроустановки — это такое оборудование, которое используется энергетиками, а также все бытовые электроприборы, окружающие нас в повседневной жизни.

Человек, коснувшись токоведущих частей электроустановок и неизолированных проводов, находящихся под напряжением, оказывается включенным в электрическую цепь. Под воздействием напряжения через его тело протекает электрический ток, который нарушает нормальную работу организма, из-за чего возникают  судороги,  прекращается  дыхание  и  останавливается  сердце.  При  перегреве  отдельных  участков  тела  возникают тяжелые  ожоги. Человек  погибает  или  становится  инвалидом.

Чем больше величина тока, протекающего через тело, тем он опаснее!

Величина тока тем больше, чем выше напряжение, под которым оказался человек.

Безопасным считается напряжение 12 вольт. Наибольшее распространение в промышленности и сельском хозяйстве и быту  получили электрические сети, напряжением 220 и 380 вольт (220 вольт — для  освещения  и  бытовых  приборов,  380 вольт — для трехфазных электродвигателей машин и механизмов). Это напряжение экономически выгодно, но очень опасно для человека.

Наибольшее  количество  смертельных  несчастных  случаев происходит с людьми, попавшими под напряжение 220 и 380 вольт.

Электрические приборы, которыми вы пользуетесь дома и в школе, электрические сети и подстанции, мимо которых вы проходите во дворе, на улице и в поле, при нормальной работе безопасны. Энергетики позаботились о том, чтобы исключить случайное прикосновение к токоведущим частям. Все электроустановки имеют ограждение, предупреждающие знаки и плакаты безопасности и закрыты на замок.

Однако, при различных повреждениях изоляции, обрыве проводов, подъеме на опоры, проникновении в подстанции и электрические щитки возникает реальная угроза для жизни.

Вот почему так важно всем знать правила обращения с электрическими приборами и электропроводками, вовремя предупредить товарища от опасной шалости вблизи электрических линий и подстанций, уметь обезопасить себя и других людей при обнаружении повреждения сети. 

Действие электрического тока на организм

Опасность электрического тока состоит в том, что у человека нет специальных органов чувств для обнаружения на расстоянии электрического тока. Электрический ток не имеет запаха, цвета и действует бесшумно. Невозможно без специальных приборов почувствовать, находится ли данная часть электроустановки под напряжением или нет. Это приводит к тому, что люди часто не осознают реально имеющейся опасности и не принимают необходимых защитных мер.

Большое значение в исходе поражения имеет путь, проходимый током в теле человека. Поражение будет более тяжелым, если на пути тока оказываются сердце, грудная клетка, головной и спинной мозг. Наиболее опасными путями прохождения тока через человека являются: рука-ноги, рука-рука.

Непосредственными причинами смерти человека, пораженного электрическим током, является прекращение работы сердца, остановка дыхания вследствие паралича мышц грудной клетки и электрический шок. Наиболее неблагоприятный исход поражения человека электрическим током будет в случаях, когда прикосновение произошло влажными руками к электроприборам или электропроводу в сыром или жарком помещении.

Поражение электричеством может иметь место в следующих формах:

• остановка сердца или дыхания при прохождении электрического тока через тело
• электроожог
• механическая травма из-за сокращения мышц под действием тока
• ослепление электрической дугой

Смерть обычно наступает из-за остановки сердца или дыхания, или того и другого. Под действием электрического тока сокращаются мышцы тела. Если человек взялся за находящуюся под напряжением часть оборудования, он возможно, не сумеет оторваться без посторонней помощи. Более того, его, возможно, будет притягивать к опасному месту. Под действием переменного тока мышцы периодически сокращаются с частотой тока, но пауза между сокращениями бывает недостаточной, чтобы освободиться.

Повреждения от электрического тока определяются силой тока и длительностью его воздействия. Чем меньше сопротивление человеческого тела, тем выше ток. Сопротивление уменьшается под действием следующих факторов:

• высокое напряжение
• влажность кожи
• длительное время воздействия
• повышение содержания углекислого газа в воздухе
• высокая температура воздуха
• беспечность, психическая и психологическая неподготовленность к возможному электрическому удару

Больше всего от действия электрического тока страдает центральная нервная система. Из-за повреждения ее нарушается дыхание и сердечная деятельность. Участки тела с наименьшим сопротивлением (т.е. более уязвимые):

• боковые поверхности шеи, виски
• тыльная сторона ладони, поверхность ладони между большим и указательным пальцами
• рука на участке выше кисти
• плечо, спина
• передняя часть ноги

Электроожоги излечиваются значительно труднее обычных термических. Некоторые последствия электротравмы могут проявиться через несколько часов, дней, месяцев. Пострадавший должен длительное время жить в «щадящем» режиме и находиться под наблюдением специалистов.

Правила поведения с электричеством в быту

Правила обращения с электрическими приборами не сложны, и их легко запомнить:

1. НЕЛЬЗЯ пользоваться электроприборами без разрешения взрослых.

2. ВЫ НЕ ДОЛЖНЫ самостоятельно заменять электролампы и предохранители, производить ремонт электропроводки и бытовых приборов, открывать задние крышки телевизоров и радиоприемников, устанавливать звонки, выключатели и штепсельные розетки. Пусть это сделают взрослые или специалист-электрик!

3. НЕЛЬЗЯ пользоваться выключателями, штепсельными розетками, вилками, кнопками звонков с разбитыми крышками, а также бытовыми приборами с поврежденными, обуглившимися и перекрученными шнурами. ЭТО ОЧЕНЬ ОПАСНО! ВЫ НЕ ДОЛЖНЫ проходить мимо подобных фактов. Своевременно сообщайте взрослым о повреждениях! ЗАПОМНИТЕ, разбивая из озорства крышки выключателей, звонков, штепсельных розеток, повреждая электропроводку, вы, тем самым, совершаете проступок равный преступлению, так как это может привести к гибели людей.

4. НЕЛЬЗЯ пользоваться неисправными электроприборами. Если из телевизора, холодильника или пылесоса пахнет горелой резиной, если видны искры — надо немедленно отключить прибор от сети и рассказать о неисправном приборе взрослым.

5. НЕЛЬЗЯ самим чинить и разбирать электроприборы.

6. Выключая электроприбор, НЕЛЬЗЯ тянуть за шнур. Надо взяться за штепсель и плавно вынуть его из розетки.

7. НЕЛЬЗЯ играть с электрическими  розетками. Если ты увидел неисправную розетку,  выключатель, оголенный провод, ничего НЕ трогай и сразу расскажи об этом взрослым!

8. ПОМНИ, электричество не терпит соседства с водой. Чтобы не получить удар током, НЕЛЬЗЯ касаться включенных электроприборов мокрыми руками или протирать электроприборы влажной тряпкой.

Правила поведения вблизи энергообъектов

Энергообъекты — это воздушные и кабельные линии электропередачи, подстанции, трансформаторные подстанции, распределительные пункты.

Воздушные линии электропередачи напряжением 35, 110 киловольт и выше отвечают за электроснабжение городов и поселков. Воздушные и кабельные линии электропередачи напряжением 6 и 10 киловольт отвечают за электроснабжение внутри городов и поселков, а также сельских населенных пунктов. Линии электропередачи напряжением 380 вольт обеспечивают электроэнергией многоквартирные жилые дома, а 220 вольт — отдельные квартиры.

Подстанции и высоковольтные линии электропередачи делятся по классам напряжения: 35 и 110 киловольт и выше и трансформаторные подстанции напряжением 6 — 10 киловольт — это как раз те трансформаторные будки.

Подстанции предназначены для понижения напряжения в сети переменного тока и для распределения электроэнергии. Трансформаторные подстанции расположены в каждом населенном пункте и в силу их повсеместности представляют особую опасность для населения!

Все энергообъекты несут в себе реальную опасность для жизни!

Запомните простые правила:

1. Ни в коем случае НЕЛЬЗЯ  касаться оборванных висящих или лежащих на земле проводов или даже приближаться к ним. Удар током можно получить и в нескольких метрах от провода за счет шагового напряжения. Поэтому давай договоримся: любой провод или электроприбор считать находящимся под напряжением! Даже если до тебя его трогали два десятка человек. А вдруг именно в это же время, когда ты взял его в руки, кто-то за несколько метров от тебя включил рубильник! Если все же человек попал в зону «шагового напряжения» нельзя отрывать подошвы от поверхности земли. Передвигаться следует в сторону удаления от провода «гусиным шагом» — пятка шагающей ноги, не отрываясь от земли, приставляется к носку другой ноги. Запомните, увидев оборванный провод, лежащий на земле, ни в коем случае не приближайтесь к нему на расстояние ближе 8 метров.

2. СМЕРТЕЛЬНО ОПАСНО влезать на опоры высоковольтных линий электропередачи, играть под ними, разводить костры, разбивать изоляторы на опорах, делать на провода набросы проволоки и других предметов, запускать под провода­ми воздушных змеев.

3. Если ты увидел оборванный провод, незакрытые или поврежденные двери трансформаторных будок или электрических щитов, НИЧЕГО НЕ ТРОГАЙ и незамедлительно сообщи взрослым.

4. Ни в коем случае НЕЛЬЗЯ открывать лестничные электрощиты, находящиеся в подъездах домов, влезать на крыши домов и строений, где поблизости проходят электрические провода, заходить в трансформаторные  будки,  электрощитовые и другие электротехнические помещения, трогать руками электрооборудование, провода.

5. Летом, находясь в походе, либо идя на рыбалку, ОПАСНО останавливаться на отдых вблизи воздушных линий электропередачи, либо подстанций и рыбачить под проводами линии электропередачи.

Помощь пострадавшему от электрического тока

Необходимо помнить, что человека, пораженного электрическим током, можно спасти, вернуть к жизни, если правильно и, главное, быстро оказать ему помощь.

Запомни! Не следует предпринимать самостоятельно мероприятия по спасению пострадавшего. Лучше это следают взрослые, либо специалисты-энергетики. Незамедлительно позови их на помощь!

Оказать эффективную помощь пострадавшему от электрического тока может человек, хорошо знающий Правила освобождения пострадавшего от электрического тока и оказания первой помощи.

Какие действия должен предпринять взрослый, чтобы оказать помощь?

• Вызвать бригаду скорой помощи
• Оценить обстановку и, по возможности освободить пострадавшего от действия электрического тока
• Оказать первую помощь до приезда бригады скорой помощи

Ни в коем случае нельзя прикасаться к пострадавшему сразу же. Возможно,он все еще находится под действием электрического тока. Дотронувшись до пострадавшего, человек может также попасть под удар. Необходимо отключить источник электроэнергии (вывернуть пробки, выключить рубильник). Если это невозможно, необходимо отодвинуть источник тока от себя и от пострадавшего сухим, непроводящим ток предметом (веткой, деревянной палкой).

Если необходимо оттащить пострадавшего от провода электросети, надо при этом помнить, что тело человека, через которое прошел ток, проводит ток так же, как и электропровод. Поэтому голыми руками не следует дотрагиваться до открытых частей тела пострадавшего, можно касаться только сухих частей его одежды, а лучше надеть резиновые перчатки или обернуть руки сухой шелковой материей.

После прекращения действия электрического тока необходимо обратить внимание на присутствие признаков жизни (дыхания и пульса на крупных сосудах). При отсутствии признаков дыхания и пульса необходимы срочные реанимационные мероприятия: проведение закрытого массажа сердца и искусственной вентиляции легких (искусственного дыхания). Осмотрите открытые участки тела пострадавшего. Всегда ищите два ожога (места входа и выхода электрического тока). Наложите на обожженные участки стерильную или чистую салфетку. Не используйте с этой целью одеяло или полотенце – волокна с них могут прилипнуть к обожженной поверхности. Для улучшения работы сердца следует увеличить приток крови к нему. Для этого уложите пострадавшего так,  чтобы его грудь находилась несколько ниже ног.

Всех пострадавших от удара током следует как можно быстрее госпитализировать. 

Предупреждающие знаки по электробезопасности

Для предотвращения случайного проникновения в электроустановки, и тем самым предотвращения поражения электрическим током людей, существуют специальные предупреждающие знаки и плакаты. Они вывешиваются или наносятся на опоры воздушных линий электропередачи любого напряжения, двери различных электрощитов, в которых находится электрооборудование, на ограждениях и заборах, огораживающих электроустановки. Наличие таких знаков подразумевает запрет проникновения со стороны населения в электроустановки или подъем на опору линий электропередачи.

Знаки предупреждают человека об опасности поражения электрическим током. Пренебрегать ими, а тем более снимать и срывать их — недопустимо!

Уважаемые ребята!

Не огорчайте родителей своими необдуманными действиями! Остановите, предостерегите товарища от опасной шалости вблизи энергообъектов! Этим вы спасете ему жизнь!

При обнаружении обрыва проводов, искрения, повреждения опор, изоляторов, незакрытых или повреждённых дверей трансформаторных подстанций или электрических щитов, обнаружении сорванных знаков и плакатов по электробезопасности во избежание несчастных случаев необходимо незамедлительно сообщить взрослым или позвонить по телефону 112.

Порой кажется, что беда может произойти с кем угодно, только не с нами. Это обманчивое впечатление!

Будьте осторожны ребята! Берегите свою жизнь и жизнь своих друзей! 

Тест на знание ключевых правил электробезопасности

1. Где человек встречается с электричеством?

2. Какие основные причины поражения человека электрическим током?

3. Почему опасно пользоваться электроприборами без разрешения взрослых?

4. Можно ли пользоваться телевизором, чайником, пылесосом, если они неисправны?

5. Что нужно сделать, если искрят контакты в розетке и пахнет горелым?

6. Почему нельзя трогать оголенные концы провода?

7. Как нужно себя вести на улице, чтобы не получить удар электрическим током?

8. На что нужно обратить тебе внимание, выбирая место для игр? А для рыбалки?

9. Что необходимо делать, если ты увидел на улице оборванный провод?

10. Как правильно оказать первую помощь пострадавшему от действия электрического тока?

11. Что означают предупреждающие знаки?

Скачать (22.8 мб)

5 минут об электричестве в человеке

Всем привет, я Маша Осетрова, и сегодня я немного расскажу вам про электричество в теле человека.

Сюжет о Викторе Франкенштейне, создавшем монстра из неживой материи, идейно восходит к проведенным в XVIII веке опытам Луиджи Гальвани, который заставил мышцы лягушки сокращаться под действием электрического тока. Его эксперименты вдохновили многих исследователей на изучение функций электричества в теле живых существ. На сегодняшний день ученые сильно продвинулись в этой области: придумали обезболивающие, выяснили, что заставляет наше сердце биться, что происходит в голове у влюбленных и многое другое.

Между электричеством нашего организм, и электричеством, которое обеспечивает наши дома, есть два фундаментальных различия. Электричество из розетки представляет собой поток электронов. В отличие от этого практически все токи в живых существах являются потоками ионов — атомов, имеющих электрический заряд. Токи в нашем организме связаны с пятью типами частиц: четырьмя положительными ионами — натрия, калия, кальция и водорода — и одним отрицательным хлорид-аниона.

Второе важное различие связано с направлением движения частиц. Ток в электрической цепи течет вдоль проводника, в то время как распространению электрического импульса по нейрону способствует движение ионов в перпендикулярном направлении.

В книге «Искра жизни» Фрэнсис Эшкрофт собрала воедино имеющиеся на сегодняшний день знания об электрических токах в организме человека и процессах на клеточном и молекулярном уровне, управляющих передачей электрических импульсов.

В состоянии покоя на мембране всех клеток существует разность потенциалов в 70 мВ, которую также называют потенциалом покоя. Изменение этого потенциала возможно при проходе заряженных частиц через мембрану внутрь и наружу клетки через специальные шлюзы — ионные каналы.

Для управления ионными каналами соседей нервные клетки выпускают в синаптическую щель — место контакта нейронов — специальные вещества, нейромедиаторы. Они специфично взаимодействуют с ионными каналами в мембране целевой клетки, подходя к определенному типу каналов как ключ к замку. В результате взаимодействия канал открывается, пропуская через себя ионы внутрь или наружу клетки. Направление движения частиц при этом зависит от концентрации ионов и распределения зарядов.

В состоянии покоя потенциал-зависимые натриевые и калиевые каналы клеток нервной и мышечной ткани находятся в закрытом состоянии под действием потенциала покоя. Они открываются только тогда, когда потенциал смещается в положительную сторону: когда это происходит, генерируется нервный импульс.

Хотя потенциально нервные волокна могут проводить импульсы в любую сторону, обычно они передают их только в одном направлении. Двигательные нервы передают сигнал от головного и спинного мозга к мышцам для управления их сокращением, а чувствительные нервы передают информацию в обратном направлении — от органов чувств к головному мозгу.

Поддержание клеток в поляризованном состоянии жизненно важно для организма и крайне энергозатратно. Один лишь мозг использует около 10% вдыхаемого кислорода для поддержания работы натриевого насоса и подзарядки аккумуляторов нервных клеток.

Наибольшее значение для генерации нервного импульса имеют калиевые и натриевые каналы. Это подчеркивает тот факт, что яды пауков, моллюсков, актиний, лягушек, змей, скорпионов и множества других экзотических существ воздействуют именно на них и, таким образом, нарушают функционирование нервов и мышц. Многие токсины крайне специфичны и нацелены на какой-нибудь один вид ионных каналов.

Разные яды имеют разный механизм действия: некоторые из них закупоривают ионные поры, а некоторые выступают в роли «распора», фиксируя канал в открытом состоянии. Это приводит к тому, что результатом проникновения в организм одних токсинов является паралич, а других — чрезмерное возбуждение, вызывающее судороги.

К примеру, яд тетродотоксин, содержащийся во внутренностях иглобрюха, которого японцы называют «рыба фугу», обладает специфичностью к натриевым каналам. Прочно закупоривая ионные поры, он препятствует нормальной передаче нервных импульсов, вызывая паралич и зачастую приводя к летальному исходу. Тем не менее, гурманы со всего мира регулярно рискуют жизнью, чтобы отведать фугу: при правильном приготовлении она перестает быть ядовитой, и лишь слегка покалывает небо.

Еще один токсин, ради эффекта которого люди готовы рискнуть — ботокс, используемый в косметических целях для разглаживания морщин. Ботокс, он же ботулотоксин — яд бактерий вида Clostridium botulinum, — один из самых сильных известных природных ядов. Он препятствует сокращению мышц и постепенно приводит к смерти от удушья. В количестве, умещающемся на кончике иглы, он смертелен для взрослого человека, однако инъекции ботокса под кожу в ничтожных концентрациях способствуют избавлению от мимических морщин.

На этом все, читайте умные книги, не суйте пальцы в розетку и читайте портал «Чердак»! А в следующем выпуске я расскажу вам о том, как мы делаем ЭТО.

 Анастасия Тмур

Какие вещества проводят электрический ток? вещества которые

Из школьного курса физики известно, что электрический ток представляет собой упорядоченное движение заряженных частиц. При этом должно соблюдаться как минимум два условия — это наличие свободных носителей заряда и присутствие электрического поля. Рассмотрим более подробно какие вещества проводят электрический ток, и какие условия для этого должны быть созданы.

Общим для всех вариантов будет обязательное наличие поля, только в этом случае возможно создание силы, которая будет приложена к заряду для его перемещения от одного электрода к другому.

Способность различных веществ проводить электрический ток

Если не принимать во внимание физическое состояние, то все материалы можно условно разделить на три группы по степени проводимости электричества:

• проводники;
• полупроводники;
• диэлектрики.

Рассмотрим каждый случай более подробно.

Проводники

К этой группе можно отнести вещества, которые проводят электрический ток великолепно. Это – металлы, электролиты и ионизированные газы.

Металлы как проводники электрического тока

Первая подгруппа веществ имеет кристаллическую решетку и отличается большим наличием свободных электронов, которые и являются носителями заряда при создании соответствующих условий, в частности электрического поля. Их расплавы проводят электрический ток не хуже, чем в твердой фазе. Не стоит забывать, что металлы могут быть и в жидком состоянии, примером чего является ртуть. Но наибольшее распространение, в качестве проводников, получили твердые фазы этих веществ. При взаимодействии с кислородом металл образуют оксиды, которые проводят электрический ток только при определенных условиях и по своей сути являются полупроводниками. Речь о них пойдет ниже. Из металлов отличной электропроводностью обладают медь, алюминий, железо, серебро и др.

Жидкие проводники электрического тока

Под жидкими проводниками понимают кислоты, растворы, электролиты, которые проводят электрический ток. Носителем заряда в данных случаях являются ионы. Необходимо отметить, распространенное убеждение что вода является проводником, в корне неверно. Когда Н₂О находиться в чистом состоянии, свободные ионы в ней отсутствуют. Если при помещении в воду электродов наблюдается протекание электрического тока, то это говорит только о том, что в данном случае мы имеем дело с раствором какого-либо вещества.

Полупроводники

Это особая группа веществ, которая проводит электрический ток при создании определенных условий. В кристаллической решетке полупроводников наблюдается крайне ограниченное наличие свободных носителей зарядов. Но при создании соответствующих условий, например, при воздействии света, понижении или повышении температуры, или каких-либо специфических факторов количество освобожденных носителей возрастает.

Вещества, которые проводят электрический ток и относятся к группе полупроводников обладают одной особенностью – под воздействием внешних факторов связанные электроны покидают свое место, и образуют т.н. «дырку». Она имеет положительный заряд. При создании электрического поля электроны и «дырки» двигаются навстречу друг другу, образуя электрический ток. Такая особенность называется электронно-дырочной проводимостью. Наиболее распространенными полупроводниками считаются кремний, германий, селен, галлий, теллур и т.д.

Диэлектрики

В диэлектриках свободные носители заряда отсутствуют. Протекание электрического тока в таких веществах невозможно при стандартных внешних условиях. Наиболее популярными материалами, которые не проводят электрический ток является слюда, керамика, резина и каучуки.

Также к ним можно отнести воздух и определенные виды газов, но для них, определяющим будет являться степень загрязнения. При наличии достаточного количества свободных ионов, диэлектрические свойства они утрачивают. Таким образом нельзя слепо полагаться что какое-либо вещество является абсолютным диэлектриком и не проводит электричество. При определенных обстоятельства большая часть веществ, заведомо считающихся диэлектриками могут приобретать свойства полупроводников.

Так, например, оксид железа, который в обычных условиях препятствует протеканию электрического тока, при повышении давления и температуры переходит в состояние проводимости, при этом внутренняя его структура не нарушается.

Подводя итоги, отметим что качественное различие веществ, пропускающих или препятствующих протеканию электрического тока является их проводящее состояние. Для металлов оно является постоянным, а для диэлектриков и полупроводников возбужденной фазой. Количественное определение проводимости выражается через удельное электрическое сопротивление.

Физики нашли металлическое вещество, которое не проводит тепло при прохождении через него электрического тока

Исследователи из американской Национальной лаборатории в Беркли обнаружили новое вещество, которое, пребывая в металлическом состоянии, хорошо проводит электрический ток, являясь, одновременно, тепловым изолятором. Такая особенность этого материала может быть очень полезной в некоторых областях, тем не менее, она кардинально ломает все устоявшиеся принципы и понимание того, как работают электрические проводники.

Свойства вещества, обнаруженного еще в 2017 году, нарушают закон Видемана-Франца, согласно которому теплопроводность токопроводящего материала пропорционально зависит от его удельной электрической проводимости. Именно в соответствии с этим законом такие вещи, как электронагреватели, электромагниты и электродвигатели становятся теплыми и даже горячими во время их использования.

Обнаруженным веществом является диоксид ванадия (VO2), материал, который в нормальных условиях является прозрачным диэлектриком. Но при повышении температуры выше 67 градусов Цельсия этот материал переходит в металлическую токопроводящую фазу. «Необычные свойства диоксида ванадия разрушают все наши представления, полученные из учебников по физике» — пишут исследователи, — «Это открытие имеет огромное значение для понимания поведения электронов в некоторых материалах».

Для того, чтобы понять откуда у диоксида ванадия берутся столь причудливые свойства (теплопроводность, которая в 10 раз меньше значения, определенного законом Видемана-Франца), ученые исследовали то, как электроны перемещаются в кристаллической решетке этого материала. И причиной этому оказалась необычная синхронизация движения всех электронов. «Электроны внутри этого материала перемещаются все вместе, как поток жидкости, а не как отдельные частицы, что имеет место быть в других металлических веществах» — пишут исследователи, — «При таком упорядоченном движении электроны не задевают узлы кристаллической решетки, что является основой теплопереноса в других материалах».

В своих исследованиях ученые начали вводить различные добавки в диоксид ванадия и смотреть, как это повлияет на свойства материала. Добавка вольфрама позволила понизить температуру перехода материала в металлическое состояние и повысила его теплопроводность. Это позволит, к примеру, создать элементы охлаждения, которые начнут работать только тогда, когда температура охлаждаемого объекта превысит определенный порог.

Кроме «игр» с электропроводностью и теплопроводностью диоксида ванадия ученые выяснили, что этот материал обладает еще одним уникальным свойством — в нормальных условиях этот материал является прозрачным во всех диапазонах света, но при температуре свыше 60 градусов Цельсия он начинает отражать инфракрасный свет, оставаясь прозрачным для света видимого диапазона. Благодаря таким свойствам, диоксид ванадия с некоторыми добавками может быть использован в качестве покрытия для «умных» окон, способных понижать температуру в помещении без потребности в его кондиционировании.

Для того, чтобы более точно изучить необычные свойства диоксида ванадия и других подобных материалов, которые, без сомнения, будут найдены в будущем, ученым потребуется провести еще массу различных исследований. И эти исследования будут проведены, учитывая перспективы создания ряда реальных коммерческих технологий, который сейчас существуют лишь в научно-фантастических фильмах и произведениях.

Частые вопросы по технике безопасности – электрический ток

Опасность поражения током
 
В: В каких обстоятельствах может произойти удар электрическим током?
О: Удар током происходит при прикосновении к двум металлическим предметам, через которые проходит электрический ток.
 
В: При каком напряжении ток представляет собой опасность?
О: В обычных домах обычно используется напряжение 220 вольт. Однако при неудачном стечении обстоятельств даже 50 вольт или меньше могут привести к гибели или серьезной травме.
 
В: Что опасней: переменный (AC) или постоянный ток (DC)?
О: В большинстве случаев переменный ток более опасен, чем постоянный.
 
В: Какое напряжение используется при дуговой сварке?
О: Напряжение разомкнутого контура (холостого хода) при дуговой сварке обычно колеблется от 20 до 100 вольт.
 
В: Под каким напряжением находятся компоненты внутри сварочных аппаратов?
О: Напряжение внутри сварочного оборудования значительно выше – от 120 до 575 вольт и больше.
 
 
Поражение первичным электротоком
 
В: Почему первичный ток опаснее вторичного?
О: Напряжение первичного тока составляет от 115 до 600 вольт – что значительно выше и опаснее вторичного (или сварочного) напряжения.
 
В: Когда происходит удар первичным током?
О: Удар первичным входным током происходит при прикосновении к питающему кабелю или другому компоненту «под напряжением» внутри включенного аппарата, если тело или другая рука сварщика находится на корпусе аппарата или другой заземленной металлической поверхности.
 
В: Как полностью отключить питание сварочного аппарата?
О: Для отключения аппарата нужно отсоединить кабель питания или повернуть выключатель питания в положение «Выкл.».
 
В: Для чего заземляется корпус сварочного аппарата?
О: Корпус заземляется для того, чтобы неполадки внутри аппарата вызывали перегорание предохранителя. Это приведет к мгновенному отключению питания и даст знать о необходимости ремонта.
 
В: Как отличить заземляющий провод в кабеле питания?
О: Заземляющий провод в кабеле питания имеет изоляцию зеленого цвета, а иногда вообще не имеет изоляции.
 
В: В чем разница между рабочим и заземляющим кабелем?
О: Зеленый заземляющий провод связывает сварочный аппарат с заземлением. Рабочий кабель (идущий к свариваемому изделию), напротив, является частью контура сварочной дуги и проводит только сварочный ток. Рабочий кабель не заземляет корпус аппарата.
 
 
Поражение вторичным электротоком
 
В: Как может произойти удар вторичным током?
О: Поражение вторичным током происходит при прикосновении к какой-либо части сварочного контура – возможно, оголенному участку электродного кабеля – в то время как другая часть тела сварщика касается свариваемого металла (рабочего изделия). Для того, чтобы произошел удар током, тело сварщика должно одновременно касаться обеих сторон сварочного контура – то есть со стороны электрода и рабочего изделия (или заземления) – при включенном сварочном токе.
 
В: В какой момент напряжение проходящего через электрод тока достигает своего максимума?
О: Напряжение достигает максимума в те периоды, когда оператор не ведет сварку («напряжение холостого хода»).
 
 
Практика безопасной работы

В: Как определить, что электрод «под напряжением»?
О: Если сварочный аппарат включен, электрод всегда находится под напряжением.
 
В: Как защититься от удара током во время сварки?
О: Во время работы тело сварщика должно быть полностью изолировано от металла. Не опирайтесь руками или ногами на рабочее изделие (т. е. свариваемый металл), особенно если на вас влажная одежда или если она не полностью закрывает кожу (последнее абсолютно недопустимо). Если Вам нужно встать или лечь на рабочую поверхность, воспользуйтесь листом фанеры, резиновым ковриком или любой другой сухой изоляцией. Во время сварки оператор должен носить сухие плотные перчатки.  Не прикасайтесь к электроду и металлическим деталям электрододержателя голой кожей или мокрой одеждой.
 
 
Зоны риска
 
В: В каких случаях дуговая сварка связана с большой опасностью удара током?
О: Риск возникает в тех случаях, когда сварка проводится в опасных с точки зрения электротехники условиях (в сырых местах или при использовании мокрой одежды, на металлических конструкциях, например, стальных полах, решетках или строительных лесах, при сварке в стесненном положении, например, сидя, на коленях или лежа, а также при высокой вероятности неизбежных или случайных контактов с рабочим изделием или заземлением).
 
В: Какой тип сварочного оборудования лучше всего подходит для дуговой сварки в опасных условиях?
О: Полуавтоматические сварочные аппараты постоянного тока с постоянной ВАХ, аппараты для ручной сварки на постоянном токе и аппараты для сварки на переменном токе с пониженным напряжением.
 
В: Что нужно предпринять при ударе током?
О: Любой удар током, даже самый слабый, нужно расценивать как предупреждение. Обязательно выясните причину удара – проверьте свое оборудование и проанализируйте процесс сварки и пространство вокруг своего рабочего места. При необходимости немедленно обратитесь за медицинской помощью.
 
В: Что предпринять при подозрении на неполадки?
О: При любом подозрении на неполадки отключите питание сварочного аппарата и сообщите о произошедшем своему руководителю или профессиональному электрику. Пока этот аппарат не будет проверен, им запрещено пользоваться.

Провода электрические — Справочник химика 21

    Наиболее стойкие мелкодисперсные нефтяные эмульсии разрушаются с помощью электрического тока. При воздействии электрического поля капельки воды, находящиеся в неполярной жидкости, поляризуются, вытягиваются в эллипсы с противоположно заряженными концами и притягиваются друг к другу. При сближении капелек силы притяжения возрастают до величины, позволяющей сдавить и разорвать разделяющую их пленку. На практике используют переменный электрический ток частотой 50 Гц и напряжением 25—35 кВ. Процессу электрообезвоживания способствуют деэмульгаторы и повышенная температура. Во избежание испарения воды, а также в целях снижения газообразования электро-дегидраторы — аппараты, в которых проводится электрическое обезвоживание и обессоливание нефтей — работают при повышенном давлении. На НПЗ эксплуатируются электродегидраторы трех типов  [c.9]









    Зависимость степени гидратации ионов от их размеров становится наглядной при сопоставлении электропроводности различных электролитов. Можно было ожидать, что так как ионные радиусы катионов в кристаллическом состоянии возрастают от Li+ к s+, то наиболее сильно проводить электрический ток будет хлористый литий, а наименее сильно — хлористый цезий. Это подтверждается при сопоставлении электропроводности расплавленных хлоридов (табл. 36). [c.385]

    В 1800 г. итальянский физик Алессандро Вольта (1745—1827) сделал важное открытие. Он установил следующее два куска металла (разделенные растворами, способными проводить электрический заряд) можно расположить таким образом, что по соединяющей их проволоке пойдет ток электрических зарядов , или электрический ток. Вольта сконструировал первую электрическую батарею, представлявшую собой столб из 20 пар металлических пластинок двух разных металлов. Такая батарея, известная под названием Вольтова столба, явилась первым источником постоянного тока. Электрический ток в такой батарее образуется в результате химической реакции, в которой участвуют оба металла и разделяющий их раствор. [c.58]

    Диссоциация воды. Водородный показатель. Чистая вода очень плохо проводит электрический ток, но все же обладает из-меримой электропроводностью, которая объясняется небольшой диссоциацией воды на ионы водорода и гидроксид-ноны  [c.251]

    Диэлектрические свойства полимеров. Высокомолекулярные органические соединения принадлежат к диэлектрикам, т. е. они практически не проводят электрического тока при обычных разностях потенци,алов, и только при очень большом напряжении поля может происходить так называемый пробой. Благодаря возможности изготовления полимеров с хорошим сочетанием диэлектрических свойств при высокой устойчивости к воздействию внешней среды, прн хороших механических свойствах и пр. их широко используют в качестве электроизолирующих материалов в электротехнике. [c.594]

    И все-таки приложив достаточный электрический потенциал, можно пропустить ток через любой материал — твердый, жидкий и газообразный. Первые исследователи электричества в своих еще не очень серьезно обоснованных экспериментах установили, что некоторые жидкости, например растворы солей, проводят электрический ток сравнительно легко. Молния — электрический разряд, образующийся во время грозы,— мгновенно распространяется через толщу воздуха в несколько километров. [c.145]

    Как известно, молекула хлорида натрия состоит из двух, а молекула хлорида бария — из трех атомов, и Аррениус пришел к мысли, что при растворении в растворителях, подобных воде, определенная часть молекул распадается на отдельные атомы. Более того, поскольку эти распавшиеся молекулы проводят электрический ток (в то время как молекулы, подобные молекуле сахара, не распадаются и не проводят электрический ток), Аррениус предположил, что молекулы распадаются (или диссоциируют) не на обычные атомы, а на атомы, несущие электрический заряд. [c.119]

    Растворы солей проводят электрический ток, и это их свойство сыграло чрезвычайно важную роль на первой стадии развития теорий химической связи. Электропроводность металлов обусловлена перемешением в них электронов ионы металла при протекании через него электрического тока остаются на своих местах. Кристаллические соли вообще не проводят электрический ток, но если расплавить соль, положительные и отрицательные ионы при наличии электрического напряжения могут в жидкости направленно мигрировать в противоположные стороны. Подвижность ионов соли оказывается еще большей, если соль растворена в воде и, следовательно, если ее ионы гидратированы. [c.40]

    Медь пластична (легко изменяет форму под внешним механическим воздействием), очень хорошо проводит электрический ток, обладает высокой теплопроводностью, относительно устойчива к химическим воздействиям, устойчива к коррозии, ее поверхность имеет приятный оттенок и блеск. [c.148]

    Сложные эфиры нерастворимы (или почти нерастворимы) в воде, но растворяются в органических растворителях. Растворы их не проводят электрического тока. [c.489]

    Электрическая проводимость. Электрическая проводимость — свойство веществ проводить электрический ток. Она обусловлена наличием в веществе подвижных электрических зарядов (свободных электронов или ионов), которые после наложения электрического поля перемещаются, создавая электрический ток. За единицу электрической проводимости принят Сименс (См.). Так как электрическая проводимость реактивных топлив [c.85]

    Водный раствор сулемы практически ие проводит электрического тока. Таким образом, сулема — одна из немногих солей, которые почти не диссоциируют в водном растворе на ионы. Как указывалось на стр. 154, это объясняется сильной поляризующей способностью иона Hg +. [c.628]

    Дотроньтесь обоими электродами до образца исследуемого элемента. Если при этом загорается лампочка, то данный элемент проводит электрический ток и называется проводником. В противном случае данный материал — изолятор (рис. П.5). [c.122]

    Кристаллы неметаллических элементов с каркасной структурой, подобные углероду или кремнию, обладают свойствами диэлектриков (изоляторов), т.е. не проводят электрический ток. Применение теории молекулярных орбиталей к обсуждению химической связи в неметаллических каркасных кристаллах сталкивается со значительными трудностями. Достаточно сказать, что в ковалентных каркасных кристаллах обычно удается вести подсчет валентных электронов вокруг каждого атома, подобно тому как это делается при составлении льюисовых структур, и оказывается, что при этом выполняется правило октета. Это объясняется тем, что атомы в неметаллических каркасных кристаллах обычно имеют по крайней мере столько валентных электронов, сколько у них есть валентных орбиталей. Следовательно, в таких кристаллах предпочтительны низкие координационные числа, и между каждым атомом и его ближайшими соседями могут образовываться простые двухэлектронные связи. Низкие координационные числа являются причиной того, что потенциальная энергия электрона внутри таких кристаллов не постоянна она значительно понижается в межъядерных областях, и поэтому электроны не могут свободно перемещаться по кристаллу, подобно тому как это происходит в металлах. [c.629]

    Тела, которые совсем не проводят электрического тока (воздух, стекло, смола, сера, резина, эбонит и т. д.) или проводят его слабо, называются непроводниками электричества, или диэлектрическими. Опыты показывают, что при употреблении какого-либо твердого или, жидкого диэлектрика в качестве изолирующего вещества емкость конденсатора при прочих равных условиях больше, нежели при изоляторе — воздухе. [c.56]

    Главное различие между свободными ионами и ионными парами состоит в том, что растворы, содержащие только ионные пары, не проводят электрический ток. Таким образом, измерение проводимости позволяет определить содержание свободных ионов. Что касается криоскопии и измерения давления паров,, то в этих случаях ионные пары ведут себя как отдельные частицы. Константы диссоциации ионных пар известны для многих растворителей. Как правило, при низких концентрациях в растворителях с диэлектрической проницаемостью больше 40 находятся главным образом диссоциированные ионы. В растворителях с диэлектрической проницаемостью ниже 10—15 даже при высоком разбавлении свободные ионы почти полностью отсутствуют. [c.17]

    Как проводят электрический ток расплавы солей Как проводят электрический ток растворы солей  [c.56]

    Характерная для металлов способность хорошо проводить электрический ток путем перемещения электронов, наблюдаемая уже при обычных (не очень больших) разностях потенциалов, возможна только при условии,, что перемещение электронов не требует преодоления значительных энергетических барьеров. Это достигается лишь при перемещении электрона в пределах одной данной зоны. Такое перемещение возможно, когда в данной зоне имеются вакантные уровни, т. е. когда число электронов в ней меньше, чем допускаемое принципом Паули ( 9). Именно такие частично заполненные зоны являются в металлах зонами проводимости, а зоны, не содержащие вакантных уровней валентные зоны) не участвуют в этом процессе. (О возможном переходе электронов в выше расположенные пустые зоны см. при обсуждении свойств полупроводников, 55.) [c.137]

    Чтобы диэлектрик (изолятор) стал проводить электрический ток, необходима энергия, достаточная для возбуждения электронов из заполненной зоны через межзонную щель в свободную зону молекулярных орбиталей. Эта энергия является энергией активации процесса проводимости. Лишь высокие температуры или чрезвычайно сильные электрические поля могут обеспечить энергию, необходимую для возбуждения значительного числа электронов, которые придают кристаллу проводимость. В алмазе межзонная щель (интервал между потолком заполненной, или валентной, зоны и низом свободной зоны, называемой зоной проводимости) составляет 5,2 эВ, т.е. 502 кДж моль . [c.631]

    Вещества, водные растворы (или расплавы) которых содержат подвижные ионы и вследствие этого проводят электрический ток. Истинные электролиты — электролиты, содержащие ионы уже в кристаллической решетке. К ним относятся, в частности, соли и гидроксиды металлов. [c.89]

    Почти все чистые жидкости, газы и большинство твердых неметаллических тел электрический ток не проводят (непроводники). Но в растворенном или расплавленном состоянии многие неметаллические вещества тоже проводят электрический ток. Их проводимость существенно отличается от проводимости металлических проводников прохождение тока через растворы и расплавы сопровождается разложением вещества — электролизом. Вещества, растворы и расплавы которых проводят электрический ток при одновременном протекании химического процесса, называются электролитами (проводники второго ряда). [c.162]

    Серый мышьяк — кристаллическое, слоистое вещество, очень хрупкое проводит электрический ток в сухом воздухе устойчив, но во влажном воздухе окисляется до оксида мышьяка(111). [c.158]

    Серый селен — черно-серое кристаллическое вещество практически нерастворим в сероуглероде слабо проводит электрический ток, увеличивая электропроводность при освещении (селеновый фотоэлемент). [c.162]

    Указанная аналогия не является формальной, она проявляется во множестве свойств. Подобно водным растворам щелочей, аммиачные растворы амидов хорошо проводят электрический ток, что обусловлено диссоциацией [c.272]

    Связь в большинстве молекул соединений щелочных металлов близка к ионной, причем отклонение эффективного заряда от единицы уменьшается от лития к цезию. В расплавленном состоянии соединения щелочных металлов как правило ионизированы и проводят электрический ток. Комплексообразование для нонов щелочных металлов нехарактерно вследствие их большого радиуса, малого заряда и отсутствия -электронов во внешнем слое. [c.301]

    Для обоснования гипотезы электролитической диссоциации имело значение сопоставление 1) способности разбавленных водных растворов солей, кислот и оснований проводить электрический ток и 2) систематических отклонений некоторых свойств (температуры замерзания, температуры кипения, давления насыщенного пара, осмотического давления и других) этих растворов от таких же свойств других разбавленных растворов. Между этими отклонениями в свойствах и способностью проводить электрический ток легко устанавливается параллелизм и в количественном отношении. Растворы, обнаруживающие большие отклонения в названных свойствах, обладают в общем и большей электропроводностью. [c.381]

    Электропроводность растворов. Удельная электропроводность. Способность вещества проводить электрический ток можно характеризовать или электропроводностью его, или, наоборот, сопротивлением. Удельным сопротивлением г называется сопротивление столбика вещества длиной / см при поперечном сечении 1 см . Если проводник длиной 1 СМС поперечным сечением зсм обладает общим сопротивлением / , то удельное сопротивление г определяется соотношением  [c.405]

    Описание процесса очистки масел в электрическом поле уравнением (7.25) носит весьма приблизительный характер, так как при этом не учитывается ряд важных явлений, наблюдаемых в межэлектродном пространстве. Все жидкие диэлектрики, в том числе и нефтяные масла, проводят электрический ток, поэтому прн наличии у частицы электрического заряда может произойти его [c.172]

    В соответствии с различием в кристаллической структуре (в особенности в типах химической связи) полиморфные модификации различаются (иногда очень резко) по своим физическим свойствам — плотности, твердости и пластичности, электрической проводимости и пр. Так, графит черного цвета, непрозрачен, проводит электрический ток алмаз — прозрачен, электрический ток практически не проводит. Графит—мягкое вещество, а алмаз — самое твердое из всех известных природных веществ плотность графита 2,22 г/см , алмаш 3,51 г/см . Полиморфные модификации отличаются, иногда очен11 заметно, и по своей химической активности. [c.111]

    Как уже указывалось на стр. 635, химические связн, образуемые атомом алюминия, имеют преимущественно ковалентный характер. Это сказывается на свойствах образуемых им соединений. Так, при нормальном атмосферном давлении безводный хлорид алюминия уже при 180 °С сублимируется, а при высоких давлениях плавится при 193°С, причем в расплавленном состоянии не проводит электрический ток. Поэтому расплав AI I3 нельзя использовать для электролитического получения алюминия. [c.638]

    Электрическая проводимость — способность веществ проводить электрический ток под действием внешнего электрического поля. Электрическая проводимость Ь — величина, обратная электрическому сопротивлению Я. Так как [c.458]

    Наименьшие допустимые сечения кабелей и проводов с медными и алюминиевыми жилами для взрывоопасных зон различных классов приведены в табл. 5.22. Способы соединений и ответвлений жил кабелей и проводов электрических сетей приведены в табл, 5.23. Допустимые виды прокладки кабелей и проводов Ео взрывоопасных зонах различных классов приведены в табл. 5.24. [c.518]

    Самоассоциация между ионными парами ведет к образованию агрегатов, например димеров, трпмеров или квадруплетов. Такая ассоциация энергетически выгодна и часто наблюдается в неполярной среде, если растворы не бесконечно разбавлены. Ассоциация становится измеримой уже при таких низких концентрациях, как 0,001 моль/л. Например, криоскопическая степень ассоциации (отношение экспериментально найденной молекулярной массы к формульной) для тиоцианата тетра-н-бутиламмония в бензоле составляет 2,5 при концентрации 0,0013 моля на 1000 г растворителя, увеличивается до 31,9 при 0,281 моля на 1000 г растворителя и снова несколько снижается при более высоких концентрациях (22,7 при 0,753 моля на 1000 г растворителя) [25]. Такая ассоциация ионных пар оказывает очень сильное влияние на экстракцию солей из водной фазы в органическую (разд. 1.3.1). Степень ассоциации зависит от катиона, аниона, растворителя и концентрации. Тримеры одновалентных ионов являются заряженными частицами и проводят электрический ток таким же образом, как и ионные пары, содержащие многовалентные ионы. [c.19]

    Димерные комплексы могут быть выделены в кристаллическом виде, они не проводят электрический ток, слабо катализируют реакцию. л-Комплексы с переносом заряда образуются при хемосорбции алкилбензолов на льюисовских и бренстедовских центрах катализаторов. [c.80]

    Диэлектрические потери в жидких диэлектриках могут вызываться проводимостью и динольными потерями. Способность диэлектрика проводить электрический ток под действием постоянного напряжения называется проводимостью о. Величина, обратная проводимости, называется удельным объемиы.м сопротивлением она определяется как сопротивление кубика жидкости со стороной 1 см, через противоположные грани которого протекает ток. [c.531]

    Карбиды и нитриды подгруппы титана образуются непосредственным взаимодействием простых веществ при высокой температуре. Соединения 3N и ЭС (переменного состава) — кристаллические вещества, очень твердые, тугоплавкие (3000—4000° С), хорошо проводят электрический ток и химически инертны. Аналогичными свойствами обладают силициды 3Si 2, бориды ЭВ, ЭВг, Все они, конечно, обладают переменным составом. Соединения Ti , TiN, TiO, ZrN, Zr , Hf имеют структуру типа Na l 11 друг с другом образуют твердые растворы. [c.532]

    Проводники второго рода называются электролитами. Это могут быть, как указано выще, чистые вещества или растворы. Часто электролитами называют вещества, растворы которых проводят электрический ток. Эти растворы называются растворами электролитов. Мы будем пользоваться термином электролит в первом смысле, т. е. будем называть так вещество (в чистом виде или раствор), прохождение электрического тока через котсфое связано с движением ионов, причем на электродах протекают электрохимические реакции, ведущие (обычно, но не обязательно) к разложению растворенного вещества (электролиз). [c.385]

    При комнатной температуре твердые соли (за немногими исключениями, например AgaHgJ4) очень плохо проводят электрический ток. При повышении температуры они часто являются хорошими проводниками, имеюшими неюторые интересные особенности. [c.453]

    Причиной HpeS M piTo высокого осмотического давления растворов электролитов является, согласно Аррениусу, диссоциация электролитов на ионы. Вследствие этого, с одной стороны, увеличивается общее число частиц в растворе, а следовательио, возрастают осмотическое давление, понижение давления пара и изменения температур кииения и замерзания, с другой, — ионы обусловливают способность раствора проводить электрический ток. [c.233]

    Чтобы обнару .и1ь радиоактивный распад, надо знать, как излучение воздействует на веп(ества. В счетчике радиации, использованном вами ранее (разд. Б.1), например, газ аргон под действием радиации ионизируется. В ионизированном охпоянии газы проводят электрический ток, и из-за движения ионов и ко1И1П15иентов радиации возникает электрический сигнал (см. рис. V.14). [c.331]

    Екщества, водные растворы (или расплавы) которых не содержат подвижных ионов и поэтому не проводят электрический ток. [c.90]

типов водных растворов | Безграничная химия

Растворы электролитов и неэлектролитов

В отличие от неэлектролитов, электролиты содержат растворенные ионы, которые позволяют им легко проводить электричество.

Цели обучения

Узнавать свойства раствора электролита.

Основные выводы

Ключевые моменты

• Электролиты — это соли или молекулы, которые полностью ионизируются в растворе. В результате растворы электролитов легко проводят электричество.
• В растворе неэлектролиты не диссоциируют на ионы; поэтому растворы неэлектролитов не проводят электричество.

Ключевые термины

• неэлектролит : Вещество, не диссоциирующее на ионы в растворе.
• раствор : гомогенная смесь, которая может быть жидкостью, газом или твердым телом, образованная растворением одного или нескольких веществ.
• растворенное вещество : любое вещество, растворенное в жидком растворителе для создания раствора.
• электролит : Вещество, которое в растворе диссоциирует на ионы.
• соль : ионное соединение, состоящее из катионов и анионов, которые удерживаются вместе за счет электростатического притяжения.

Растворы электролитов

Электролит — это любая соль или ионизируемая молекула, которая при растворении в растворе придает этому раствору способность проводить электричество. Это потому, что когда соль растворяется, ее диссоциированные ионы могут свободно перемещаться в растворе, позволяя заряду течь.

Растворы электролитов обычно образуются, когда соль помещается в растворитель, такой как вода. Например, когда поваренная соль NaCl помещается в воду, соль (твердое вещество) растворяется на составляющие ионы в соответствии с реакцией диссоциации:

NaCl ( с ) → Na ⁺ ( водн. ) + Cl ^— ( водн. )

Вещества также могут реагировать с водой с образованием ионов в растворе. Например, углекислый газ, CO2, растворяется в воде с образованием раствора, содержащего ионы водорода, карбонат и ионы гидрокарбоната:

2 CO ₂ ( г ) + 2 H ₂ O ( л ) → 3 H ⁺ ( водн. ) + CO ₃ ^2- ( водн. ) + HCO ₃ ^— ( водн. )

Полученный раствор будет проводить электричество, потому что он содержит ионы.Однако важно помнить, что CO ₂ — это , а не электролит, потому что CO ₂ сам по себе не диссоциирует на ионы. Только соединения, которые в растворе диссоциируют на составляющие ионы, считаются электролитами.

Сильный и слабый электролиты

Как упоминалось выше, когда ионизируемое растворенное вещество диссоциирует, полученный раствор может проводить электричество. Поэтому соединения, которые легко образуют ионы в растворе, известны как сильные электролиты .(По этой причине все сильные кислоты и сильные основания являются сильными электролитами.)

Напротив, если соединение диссоциирует в небольшой степени, раствор будет слабым проводником электричества; соединение, которое только слабо диссоциирует, поэтому известно как слабый электролит.

Сильный электролит полностью распадается на составляющие ионы в растворе; С другой стороны, слабый электролит останется в растворе в основном недиссоциированным. Примером слабого электролита является уксусная кислота, которая также является слабой кислотой.

Gatorade как раствор электролита : Спортивный напиток Gatorade рекламирует, что он содержит электролиты, поскольку он содержит ионы натрия, калия, магния и других веществ. Когда люди потеют, мы теряем ионы, необходимые для жизненно важных функций организма; чтобы восполнить их, нам нужно потреблять больше ионов, часто в виде раствора электролита. В организме человека электролиты имеют множество применений, в том числе помогают нейронам проводить электрические импульсы.

Растворы безэлектролитов

Неэлектролиты — это соединения, которые совсем не ионизируются в растворе.В результате растворы, содержащие неэлектролиты, не будут проводить электричество. Обычно неэлектролиты в основном удерживаются вместе ковалентными, а не ионными связями. Типичным примером неэлектролита является глюкоза, или C ₆ H ₁₂ O ₆ . Глюкоза (сахар) легко растворяется в воде, но, поскольку она не диссоциирует на ионы в растворе, считается неэлектролитом; поэтому растворы, содержащие глюкозу, не проводят электричество.

Свойства растворителя воды

Полярность воды делает ее отличным растворителем для других полярных молекул и ионов.

Цели обучения

Объясните, почему некоторые молекулы не растворяются в воде.

Основные выводы

Ключевые моменты

• Вода диссоциирует соли, разделяя катионы и анионы и создавая новые взаимодействия между водой и ионами.
• Вода растворяет многие биомолекулы, поскольку они полярны и, следовательно, гидрофильны.

Ключевые термины

• диссоциация : процесс, при котором соединение или сложное тело распадается на более простые составляющие, такие как атомы или ионы, обычно обратимо.
• гидратная оболочка : термин, используемый для сольватационной оболочки (структура, состоящая из химического вещества, которое действует как растворитель и окружает растворенные вещества) с водным растворителем; также называется сферой гидратации.

Свойства растворителя воды

Вода, которая не только растворяет многие соединения, но и растворяет больше веществ, чем любая другая жидкость, считается универсальным растворителем. Полярная молекула с частично положительными и отрицательными зарядами, она легко растворяет ионы и полярные молекулы.Поэтому воду называют растворителем: веществом, способным растворять другие полярные молекулы и ионные соединения. Связанные с этими молекулами заряды образуют водородные связи с водой, окружая частицу молекулами воды. Это называется сферой гидратации или гидратной оболочкой, и она служит для разделения или диспергирования частиц в воде.

Когда ионные соединения добавляются к воде, отдельные ионы взаимодействуют с полярными областями молекул воды в процессе диссоциации, разрушая их ионные связи.Диссоциация происходит, когда атомы или группы атомов отрываются от молекул и образуют ионы. Рассмотрим поваренную соль (NaCl или хлорид натрия): когда кристаллы NaCl добавляются в воду, молекулы NaCl диссоциируют на ионы Na ⁺ и Cl ^—, и вокруг ионов образуются сферы гидратации. Положительно заряженный ион натрия окружен частично отрицательным зарядом кислорода молекулы воды; отрицательно заряженный хлорид-ион окружен частично положительным зарядом водорода в молекуле воды.

Диссоциация NaCl в воде : Когда поваренная соль (NaCl) смешивается с водой, вокруг ионов образуются сферы гидратации.

Поскольку многие биомолекулы полярны или заряжены, вода легко растворяет эти гидрофильные соединения. Однако вода является плохим растворителем для гидрофобных молекул, таких как липиды. Неполярные молекулы испытывают гидрофобные взаимодействия в воде: вода меняет структуру водородных связей вокруг гидрофобных молекул, образуя решетчатую структуру, называемую клатратом.Это изменение в структуре водородных связей водного растворителя приводит к значительному снижению общей энтропии системы, поскольку молекулы становятся более упорядоченными, чем в жидкой воде. С термодинамической точки зрения такое сильное снижение энтропии не является спонтанным, и гидрофобная молекула не растворяется.

Электролитические свойства

Когда электроды помещаются в раствор электролита и подается напряжение, электролит проводит электричество.

Цели обучения

Используйте таблицу стандартных восстановительных потенциалов, чтобы определить, какие частицы в растворе будут восстановлены или окислены.

Основные выводы

Ключевые моменты

• Когда электрический ток проходит через раствор (часто электролитов), катион или нейтральная молекула восстанавливается на катоде, а анион или нейтральная молекула окисляется на аноде.
• Чтобы определить, какие компоненты в растворе будут окисляться, а какие восстанавливаться, таблица стандартных восстановительных потенциалов может определить наиболее термодинамически жизнеспособный вариант.
• На практике при электролизе чистой воды может образовываться газообразный водород.

Ключевые термины

• электрод : вывод, через который электрический ток проходит между металлическими и неметаллическими частями электрической цепи; при электролизе катод и анод помещают в раствор отдельно.
• электрон : субатомная частица, которая имеет отрицательный заряд и вращается вокруг ядра; поток электронов в проводнике составляет электричество.

Электролитические свойства

Когда электроды помещаются в раствор электролита и подается напряжение, электролит проводит электричество.Одинокие электроны обычно не могут проходить через электролит; вместо этого на катоде происходит химическая реакция, которая поглощает электроны анода. Другая реакция происходит на аноде, производя электроны, которые в конечном итоге переносятся на катод. В результате в электролите вокруг катода образуется облако отрицательного заряда, а вокруг анода — положительный заряд. Ионы в электролите нейтрализуют эти заряды, позволяя электронам продолжать движение и реакции продолжаться.{-} [/ латекс]

и газообразный хлор. Положительно заряженные ионы натрия Na ⁺ будут реагировать на катод, нейтрализуя там отрицательный заряд OH ^—; отрицательно заряженные гидроксид-ионы OH ^— будут реагировать на анод, нейтрализуя там положительный заряд Na ⁺ . Без ионов из электролита заряды вокруг электрода замедляют непрерывный поток электронов; диффузия H ⁺ и OH ^— через воду к другому электроду занимает больше времени, чем перемещение гораздо более распространенных солевых ионов.

В других системах электродные реакции могут включать электродный металл, а также ионы электролита. Например, в батареях в качестве электродов используются два материала с разным сродством к электрону: вне батареи электроны текут от одного электрода к другому; внутри цепь замыкается ионами электролита. Здесь электродные реакции преобразуют химическую энергию в электрическую.

Окисление и восстановление на электродах

Окисление ионов или нейтральных молекул происходит на аноде, а восстановление ионов или нейтральных молекул происходит на катоде.{+} \ rightarrow [/ latex]

Гидрохинон : гидрохинон является восстановителем или донором электронов и органической молекулой.

Пара-бензохинон : П-бензохинон является окислителем или акцептором электронов.

В последнем примере ионы H ⁺ (ионы водорода) также принимают участие в реакции и предоставляются кислотой в растворе или самим растворителем (вода, метанол и т. Д.). Реакции электролиза с участием ионов H ⁺ довольно распространены в кислых растворах, тогда как реакции с участием OH- (гидроксид-ионы) обычны в щелочных водных растворах.

Окисленные или восстановленные вещества также могут быть растворителем (обычно водой) или электродами. Возможен электролиз с участием газов.

Чтобы определить, какие частицы в растворе будут окисляться, а какие — восстанавливаться, стандартный электродный потенциал каждого вещества может быть получен из таблицы стандартных потенциалов восстановления, небольшая выборка из которой приведена здесь:

Таблица стандартных электродных потенциалов : Это стандартный восстановительный потенциал для показанной реакции, измеренный в вольтах.Положительный потенциал в этом случае более благоприятен.

Раньше потенциалы окисления сводились в таблицы и использовались в расчетах, но в настоящее время стандарт заключается только в регистрации потенциала восстановления в таблицах. 0 (V) [/ latex] = + 2.0 (В) [/ латекс] = +1,36 В в таблице. Помните, что более положительный потенциал всегда означает, что эта реакция будет благоприятной; это будет иметь последствия в отношении окислительно-восстановительных реакций.

Как определить проводимость в соединениях

Соединения, которые проводят ток, удерживаются вместе за счет электростатических сил или притяжения. Они содержат положительно заряженный атом или молекулу, называемые катионом, и отрицательно заряженные атом или молекулу, называемые анионом. В твердом состоянии эти соединения не проводят электричество, но при растворении в воде ионы диссоциируют и могут проводить ток.При высоких температурах, когда эти соединения становятся жидкими, катионы и анионы начинают течь и могут проводить электричество даже в отсутствие воды. Неионные соединения или соединения, которые не диссоциируют на ионы, не проводят ток. Вы можете построить простую схему с лампочкой в ​​качестве индикатора для проверки проводимости водных соединений. Тестовое соединение в этой установке замкнет цепь и включит лампочку, если она может проводить ток.

Соединения с высокой проводимостью

Самый простой способ определить, может ли соединение проводить ток, — это определить его молекулярную структуру или состав.Соединения с высокой проводимостью полностью диссоциируют на заряженные атомы, молекулы или ионы при растворении в воде. Эти ионы могут эффективно перемещаться и переносить ток. Чем выше концентрация ионов, тем больше проводимость. Поваренная соль или хлорид натрия является примером соединения с высокой проводимостью. Он диссоциирует в воде на положительно заряженные ионы натрия и отрицательно заряженные ионы хлора. Сульфат аммония, хлорид кальция, соляная кислота, гидроксид натрия, фосфат натрия и нитрат цинка — другие примеры соединений с высокой проводимостью, также известных как сильные электролиты.Сильные электролиты, как правило, представляют собой неорганические соединения, а это означает, что в них отсутствуют атомы углерода. Органические соединения или углеродсодержащие соединения часто являются слабыми электролитами или не проводят ток.

Соединения со слабой проводимостью

Соединения, которые лишь частично диссоциируют в воде, являются слабыми электролитами и плохими проводниками электрического тока. Уксусная кислота, соединение, присутствующее в уксусе, является слабым электролитом, потому что в воде она слабо диссоциирует. Гидроксид аммония — еще один пример соединения со слабой проводимостью.Когда используются растворители, отличные от воды, ионная диссоциация и, следовательно, способность проводить ток изменяется. Ионизация слабых электролитов обычно увеличивается с повышением температуры. Чтобы сравнить проводимость различных соединений в воде, ученые используют удельную проводимость. Удельная проводимость — это мера проводимости соединения в воде при определенной температуре, обычно 25 градусов Цельсия. Удельная проводимость измеряется в сименсах или микросименсах на сантиметр.Степень загрязнения воды можно определить путем измерения удельной проводимости, поскольку загрязненная вода содержит больше ионов и может генерировать большую проводимость.

Непроводящие соединения

Соединения, не образующие ионы в воде, не могут проводить электрический ток. Сахар или сахароза — это пример соединения, которое растворяется в воде, но не производит ионы. Растворенные молекулы сахарозы окружены кластерами молекул воды и, как говорят, «гидратированы», но остаются незаряженными.Соединения, не растворимые в воде, такие как карбонат кальция, также не обладают проводимостью: они не производят ионы. Проводимость требует наличия заряженных частиц.

Электропроводность металлов

Электропроводность требует движения заряженных частиц. В случае электролитов, сжиженных или расплавленных ионных соединений генерируются положительно и отрицательно заряженные частицы, которые могут перемещаться. В металлах положительные ионы металлов расположены в жесткой решетке или кристаллической структуре, которая не может двигаться.Но положительные атомы металла окружены облаками электронов, которые могут свободно перемещаться и переносить электрический ток. Повышение температуры вызывает снижение электропроводности, что контрастирует с увеличением проводимости электролитами при аналогичных обстоятельствах.

Проводят ли жидкости электричество? — GeeksforGeeks

Электрический ток, проходящий через проводящий раствор, вызывает химическую реакцию. Это может привести к образованию пузырьков газа на электродах, отложению металла на электродах, изменению цвета растворов и т. Д.Известно, что в настоящее время и как производится. Все, что пропускает ток, известно как хороший проводник электричества, как медь и металл, а все, что не пропускает ток, является плохим проводником электричества, например, дерево или пластик.

Когда электроды погружаются в воду и через воду проходит ток, появляются пузырьки кислорода и водорода, что доказал Уильям Николсон , британский ученый. Он заметил, что пузырьки водорода образовывались на электроде, присоединенном к отрицательному выводу, а пузырьки кислорода образовывались на электроде, присоединенном к положительному выводу.

Вниманию читателя! Все, кто говорит, что программирование не для детей, просто еще не встретили подходящих наставников. Присоединяйтесь к демо-классу для первого шага к курсу кодирования, специально разработан для учеников 8-12 классов.

Студенты узнают больше о мире программирования в этих бесплатных классах , которые определенно помогут сделать правильный выбор карьеры в будущем.

Теперь давайте изучим, как и почему жидкости проводят электричество в данной статье.

Проводят ли жидкости электричество?

Электроэнергия проходит не через все жидкости. Тем не менее, одни жидкости являются сильными проводниками электричества, а другие — плохими проводниками. Вода, содержащая растворенные соли и минералы, хорошо проводит электричество, тогда как чистая вода плохо проводит электричество.

В заключение мы воспользуемся тестером, который мы создали для проверки проводимости материала. Сначала проверим, исправен ли наш тестер.Теперь, если наш тестер работает, мы подключим провод к двум концам тестера и включим аккумулятор, теперь мы увидим, что подключенная лампочка начинает светиться, мы можем сделать вывод, что вода может проводить электричество, и это хороший проводник электричество. Но не всегда возможно, чтобы каждая жидкость была хорошим проводником электричества, есть жидкость, которая плохо проводила бы электричество.

164

9153164

Плохой проводник

Что происходит, когда проходит раствор

?

Электрический ток, проходящий через проводящую жидкость, вызывает химические реакции. В результате на электродах могут образовываться пузырьки газа. Возможны отложения металла на электродах.Возможны изменения цвета в растворах. На отклик будут влиять раствор и применяемые электроды. Когда электричество передается через воду, которая смешана с различными соединениями, ее содержимое разделяется на отрицательные и положительные ионы. Через эти ионы протекает электрический ток. Чем больше ионов, тем выше проводимость электричества.

Как вода проводит электричество?

Чистая вода плохо проводит электричество. Любые примеси в воде, подобные солям, имеют свойство проводить электричество.Когда соли расщепляются в воде, они разделяются на различные электрически заряженные частицы, называемые ионами. Соль или хлорид натрия (NaCl) разделяется на положительные ионы Na и отрицательные ионы Cl.

Если вы поместите батарею с отрицательным полюсом и положительным полюсом в воду, отрицательные частицы будут притягиваться к положительному полюсу, а положительные ионы будут притягиваться к отрицательному полюсу, таким образом замкнув цепь.

Если вода является проводящей, тогда лампочка будет светиться. Поскольку мы знаем, что вся вода не проводит, для проверки проводимости воды мы окунаем два конца провода в жидкость и подключаемся к батарее, если лампочка светится, то вода проводит.

Электролиз

Электролиз известен как процесс разрушения ионных смесей на их компоненты путем пропускания постоянного электрического тока через соединение в жидком состоянии. Катионы восстанавливаются на катоде, а анионы окисляются на аноде.

Например, подкисленная или солесодержащая вода может быть разложена путем пропускания электрического тока к их исходным компонентам водороду и кислороду. Жидкий хлорид натрия может разлагаться на частицы натрия и хлора.

В процессе электролиза происходит обмен ионами и атомами из-за удаления или добавления электронов из внешнего контура. По сути, при прохождении тока катионы перемещаются к катоду, забирают электроны с катода (данные от батареи источника) и выделяются в нейтральный ион. Нейтральные атомы, если они твердые, остаются на катоде, а если газ, они движутся вверх. Это процесс восстановления, и катион восстанавливается на катоде.

Одновременно анионы отдают свои дополнительные электроны аноду и окисляются до нейтральных атомов на аноде.Электроны, доставленные анионами, проходят по электрической цепи и достигают катода, завершая цепь. Электролиз включает синхронную реакцию окисления на аноде и процесс восстановления на катоде.

Электролиз

Электролиты: Электролит представляет собой смесь, в которой электроды смешаны вместе. Они разделяются при прохождении электрического тока. Электроды, электролит и батарея вместе образуют электрохимический / электролитический элемент.

Электроды: Электрод представляет собой твердые электрические проводники, которые переносят электрический поток в неметаллические твердые тела, жидкости, газы, плазму или вакуум. Электроды обычно являются хорошими электрическими проводниками, однако они не обязательно должны быть металлами. В электрохимической ячейке на электродах протекают реакции восстановления и окисления. Электрод, на котором происходит восстановление, известен как катод. Окисление происходит на аноде.

Гальваника

Несколько раз мы видим, что новый новый велосипед имеет блестящие руль и края колес.Как бы то ни было, если они случайно поцарапаны, блестящее покрытие отвалится, обнажив не очень блестящую поверхность под ним. Возможно, вы также видели, как дамы используют украшения, все они сделаны из золота. Но при повторном использовании несколько раз золотое покрытие стирается, обнажая под ним серебро или другой металл.

Мы пришли к выводу, что этот материал имеет покрывающий слой из другого материала на них. Процесс нанесения желаемого или необходимого материала на любое другое вещество с помощью электричества известен как гальваника.

Примеры проблем

Проблема 1: По какой причине стрелка компаса при погружении в соленую воду избегает большего, чем при погружении в питьевую воду?

Решение:

Морская вода содержит огромное количество солей по сравнению с питьевой водой, следовательно, морская вода является хорошим проводником электричества и создает более сильное магнитное поле в проводе и, следовательно, отклоняет компас. игла больше.

Проблема 2: Какие факторы влияют на гальванику?

Решение:

На гальваническое покрытие влияют различные компоненты.Часть этих элементов включает площадь поверхности электродов, температуру, тип используемого металла и электролита, а также силу приложенного тока.

Проблема 3. Проводит ли чистая вода электричество? Если нет, то как мы сможем справиться с его дирижированием?

Решение:

Никакая чистая вода не проводит электричество. Мы можем сделать чистую воду хорошим проводником, добавив соль в чистую воду.

Задача 4: Что вы сделаете в отношении дождевой воды, хороший или плохой проводник электричества?

Решение:

Вода — это чистая вода, которая является плохим проводником, но при этом смешивается с частицами воздуха, такими как диоксид серы и оксиды азота, и образует кислотный раствор, который является хорошим проводником электричества.Таким образом, стрелка компаса показывает отклонение.

Проблема 5: Может ли электрик выполнить ремонт электрооборудования на улице во время сильных ливней? Объяснить.

Решение:

Нет, электромонтажник на улице во время сильных ливней не может выполнять электромонтажные работы. Поскольку вода состоит из солей, она может проводить электричество. Электрик может получить удар электрическим током, поэтому во время сильного ливня он не должен производить никаких ремонтных работ с электричеством.

Проблема 6: Какая кислота используется для гальваники?

Раствор:

В гальванической и металлообрабатывающей промышленности используются метансульфоновые кислоты. Метансульфоновый коррозионный агент постепенно заменил фторборную кислоту в качестве выбранного электролита для электроосаждения оловянно-свинцового припоя на электронных устройствах в течение последних десяти лет.

Будет ли это вести? — Мероприятие

(0 Рейтинги)

Быстрый просмотр

Уровень оценки: 4
(3-5)

Требуемое время: 45 минут

Расходные материалы на группу: 4 доллара США.50

Размер группы: 4

Зависимость действий: Нет

Associated Sprinkle: Будет ли оно вести себя? (для неформального обучения)

Тематические области:
Алгебра, физические науки

Поделиться:

Резюме

Занимаясь научной и инженерной практикой, проводя наблюдения и измерения для получения данных, учащиеся получают представление о феномене электричества.Применяя основную дисциплинарную идею измерения, студенты создают свои собственные простые тестеры проводимости и исследуют, являются ли твердые материалы и растворы жидкости хорошими проводниками электричества. Изучая явление электричества, студенты также применяют сквозную концепцию стандартных единиц.
Эта инженерная программа соответствует научным стандартам нового поколения (NGSS).

Инженерное соединение

Инженеры-электрики и компьютерщики проектируют печатные платы, которые служат «мозгом» компьютеров, игрушек, автомобилей, самолетов и приборов, которые мы используем каждый день.Инженеры хорошо разбираются в том, какие материалы и решения являются лучшими проводниками и изоляторами, и при проектировании подбирают свойства и характеристики материала в зависимости от ситуации. Благодаря соответствующему выбору материалов для микрочипов и деталей инженеры проектируют устройства и устройства, на которые мы полагаемся каждый день.

Цели обучения

После этого задания учащиеся должны уметь:

• Предсказать, может ли объект проводить электричество.
• Создайте тестер проводимости, чтобы определить, верен ли их прогноз.
• Сравнивайте и упорядочивайте предметы и материалы на основе их относительной способности проводить электричество.
• Понимать, что инженеры должны надлежащим образом выбирать материалы для микрочипов и деталей, чтобы проектировать устройства и приборы, на которые мы полагаемся каждый день.

Образовательные стандарты

Каждый урок или действие TeachEngineering соотносится с одним или несколькими научными дисциплинами K-12,
образовательные стандарты в области технологий, инженерии или математики (STEM).

Все 100000+ стандартов K-12 STEM, охватываемых TeachEngineering , собираются, обслуживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) ,
проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты иерархически структурированы: сначала по источникам; например , по штатам; внутри источника по типу; например , естественные науки или математика;
внутри типа по подтипу, затем по классу, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Общие основные государственные стандарты — математика

• Нарисуйте масштабированный графический график и масштабированную гистограмму, чтобы представить набор данных с несколькими категориями. Решайте одно- и двухэтапные задачи «на сколько больше» и «на сколько меньше», используя информацию, представленную в виде масштабированных гистограмм.(Оценка
  3)

  Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом?

  
  

  Спасибо за ваш отзыв!

• Представляйте и интерпретируйте данные.(Оценка
  4)

  Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом?

  
  

  Спасибо за ваш отзыв!

• Используйте расстановку знаков после запятой для округления десятичных дробей в любом месте.(Оценка
  5)

  Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Вы согласны с таким раскладом?

  
  

  Спасибо за ваш отзыв!

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии — Технология

ГОСТ

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

Каждой группе необходимо:

• 4 широкие резинки
• 2 или 3 батареи типа D
• 1 лампочка # 40 (продается в большинстве хозяйственных магазинов)
• 1 # 40 патрон лампочки (продается в большинстве хозяйственных магазинов)
• 2.Изолированный провод длиной 5 футов (76 см) (калибр 22 AWG) (доступен в большинстве хозяйственных магазинов)
• Полоска алюминиевой фольги шириной 2 дюйма (5 см) (ширина коробки должна быть достаточной)
• 4 Будет ли он вести себя? Задания
• Рабочие листы по 4 элементной проводимости по математике (для классов 4 и 5)

На долю всего класса:

• Набор твердых объектов для испытаний: гвозди или шурупы (из различных металлов), стеклянная палочка для перемешивания, деревянный дюбель, картон, резиновый ластик, резиновая подошва для обуви, пластиковая посуда, старая металлическая посуда, латунный ключ, пробка, медная проволока, мел. , алюминиевая фольга, графит (от механического карандаша), пластиковая ручка, перья, пенополистирол и др.
• Набор тестовых растворов, включая: водопроводную воду, соленую воду (с использованием дистиллированной воды), сахарную воду (с использованием дистиллированной воды), пищевую соду и воду (с использованием дистиллированной воды), лимонную кислоту, уксус, Gatorade или спортивный напиток
• Ассортимент тестовых растворов: водопроводная вода с несколькими из следующих компонентов трех концентраций: соль, сахар, пищевая сода, лимонная кислота, уксус, аммиак; или напиток Pedialyte, Gatorade или спортивный напиток
• Стеклянные стаканы или пластиковые стаканчики для каждого тестового раствора
• Малярная лента
• Вода дистиллированная
• Водопроводная вода
• Маркер (для маркировки растворов)
• Щипцы для зачистки проводов или наждачная бумага (для удаления изоляции на концах проводов)

Примечание. Многие материалы, необходимые для этой лаборатории, можно повторно использовать в других сферах деятельности, связанных с электричеством.Когда батареи со временем изнашиваются, утилизируйте их на свалке с опасными отходами.

Рабочие листы и приложения

Посетите [www.teachengineering.org/activities/view/cub_electricity_lesson04_activity1], чтобы распечатать или загрузить.

Больше подобной учебной программы

Введение / Мотивация

Перед тем, как начать упражнение, вы можете напомнить учащимся, что текущее электричество — это движение электронов от атома к атому.Вы также можете проверить, что электроны несут отрицательный электрический заряд.

Для начала спросите студентов, знают ли они, откуда мы получаем электричество? (Возможные ответы: розетка в стене, электростанция, от ископаемого топлива.) Объясните ученикам, что в настоящее время электричество, которое мы используем в школах, на предприятиях и в домах, поступает от электростанции. Электростанция отправляет электроэнергию на подстанции, которые расположены в микрорайонах. Подстанции отправляют электроэнергию в местные предприятия и дома.

Затем спросите учащихся, знают ли они, как текущая электроэнергия может передаваться с электростанции на подстанции и, наконец, на предприятия и дома? (Ответ: через электрические провода.) Теперь спросите студентов, знают ли они, из какого материала сделаны эти провода? (Ответ: Медь.) Покажите классу несколько пенсов и объясните, что провода, соединяющие электростанцию, подстанцию, а затем и предприятия и дома, сделаны из меди … как пенни! Сообщите учащимся, что мы используем медь для электрических проводов, потому что электричество может легко проходить через медь.Объясните: текущее электричество легче протекает через одни объекты, чем через другие. Материалы, через которые могут двигаться электроны, называются проводниками . Большинство металлов являются хорошими проводниками, потому что электроны слабо прикреплены к атомам. В этом случае накопление отрицательного заряда может протолкнуть эти электроны через материал. Теперь спросите студентов, могут ли только твердые тела проводить электричество? (Ответ: Нет. Растворы электролитов также могут проводить электричество.) Объясните: когда определенные твердые вещества растворяются в жидкости, полученный раствор может проводить электричество; мы называем эти растворы растворами электролитов .

Спросите студентов, знают ли они, что мы называем материалами, которые не позволяют электронам проходить через них? (Ответ: Изоляторы.) В изоляторе электроны плотно прикреплены к атомам в материале, и их нельзя заставить перемещаться от одного атома к другому, поэтому электричество не течет. Некоторые хорошие примеры изоляторов включают пластик, ткань, воздух, камень и стекло. Объясните, что они узнают больше о проводниках и изоляторах во время занятия.

Наконец, расскажите студентам, что инженеры-электрики также используют медные провода в качестве проводников электричества при проектировании электронных плат (см. Рисунок 1).Медные провода на печатной плате называются дорожками и закреплены на изолированной пластиковой плате (часто зеленого цвета), называемой подложкой . Медные дорожки тщательно наносятся на печатную плату инженерами-электриками, подключающими электрические компоненты (такие как резисторы, конденсаторы и микрочипы) на печатной плате и обеспечивающие электричеством эти компоненты.

Рис. 1. Инженеры проектируют компоненты компьютера, используя преимущества различных электрических свойств материалов.авторское право

Copyright © Microsoft Corporation, 1983-2001.

Процедура

Фон — твердые тела

Металлы — хорошие проводники. Пластмассы, изделия из дерева, керамика и стекло — это изоляторы. Графит от карандаша проводит, но имеет более высокое сопротивление, чем металлы. Графит, как и кремний, является полупроводником; он имеет промежуточные электрические свойства между изоляторами и проводниками.Таким образом, в процессе работы, в зависимости от длины графита, лампа накаливания может быть значительно тусклее, чем при использовании металлического предмета.

Сопротивление объекта зависит не только от его состава, но и от его длины, площади поперечного сечения и температуры. Например, длинный кусок меди имеет более высокое сопротивление, чем короткий кусок меди того же диаметра. Кусок меди длиной 1 м и диаметром 2 см имеет более высокое сопротивление, чем кусок меди длиной 1 м и диаметром 3 см.Если температура куска меди повышается, ее сопротивление также увеличивается.

Инженеры определяют наиболее эффективные способы использования материалов для данной цели. Когда инженер проектирует объект с определенным сопротивлением, он должен учитывать, насколько дорог этот материал, как форма объекта повлияет на его сопротивление и в каких диапазонах температур он будет подвергаться воздействию. Например, инженер может использовать более дорогой материал для изготовления небольшого критического элемента схемы и более дешевый материал для изготовления более крупных элементов схемы.

Предпосылки — жидкости и растворы

Именно присутствие в растворе ионов позволяет ему проводить электричество. Положительные ионы перемещаются к отрицательному электроду, а отрицательные ионы перемещаются к положительному электроду. Электропроводность раствора пропорциональна концентрации ионов в растворе. Следовательно, растворы с низкой концентрацией ионов слабо проводят электричество; в таких случаях во время активности лампочка тестера проводимости может не загораться или тускло светиться.

Лампочка не загорается, когда электроды помещены в дистиллированную воду. Однако в цепи может быть очень небольшой ток из-за присутствия в воде ионов H ⁺ (ионы водорода) и OH ^— (гидроксид). Эти ионы образуются при спонтанной диссоциации молекул воды. Эти ионы также спонтанно рекомбинируют с образованием молекул воды. Поскольку только несколько молекул воды диссоциируют за определенное время, ионы составляют очень небольшую часть частиц в дистиллированной воде.Следовательно, дистиллированная вода — очень плохой проводник. С другой стороны, водопроводная вода может быть хорошим проводником электричества из-за наличия множества различных ионов, таких как Ca ²⁺ , Na ⁺ , Li ⁺ , Cl ^— и т. Д. из-за низкого напряжения, используемого в этой деятельности, водопроводная вода может не проводить электричество.

При добавлении ионного твердого вещества или соли к дистиллированной воде образуется раствор, проводящий электричество. Когда твердое ионное вещество, такое как поваренная соль NaCl, добавляется в воду, оно диссоциирует — распадается на ионы с противоположным зарядом — на Na ⁺ и Cl ^—.Соли — сильные электролиты — они полностью диссоциируют. Увеличение количества соли в растворе увеличивает проводимость раствора.

Кислоты и основания также распадаются с образованием ионов при растворении в воде. Следовательно, раствор кислоты или основания проводит электричество. Сильные кислоты, такие как серная кислота или соляная кислота, и сильные основания, такие как гидроксид натрия или гидроксид калия, являются сильными электролитами, потому что, когда они растворяются в воде, почти каждая молекула диссоциирует с образованием ионов.С другой стороны, слабые электролиты, такие как слабые кислоты и слабые основания, при растворении в воде производят относительно мало ионов. Лимонная кислота и уксусная кислота (в уксусе) — слабые кислоты. Пищевая сода и нашатырный спирт — слабые основания. Когда слабые электролиты растворяются в воде, раствор является плохим проводником. Увеличение концентрации слабого электролита в растворе увеличивает проводимость раствора. Увеличение количества кислоты или основания в растворе увеличивает проводимость раствора, позволяя заряду перемещаться по цепи и зажигать лампочку.

Материалы, растворяющиеся в воде без образования ионов, не являются электролитами. Сахар, этанол и керосин не являются электролитами. Неэлектролиты образуют растворы, которые не проводят электричество при растворении в воде.

Перед мероприятием

1. Соберите набор твердых предметов для учеников, чтобы они могли использовать их в качестве проводников или изоляторов (примеры см. В Списке материалов).
2. Приготовьте решения для тестирования учащимися. Смешайте дистиллированную воду и одну столовую ложку (14.8 мл) одного из предлагаемых ингредиентов (X) (соль, сахар, пищевая сода, лимонная кислота, уксус или аммиак) в контейнерах с разными этикетками.
3. Налейте стакан дистиллированной воды в емкость и промаркируйте ее. Налейте одну чашку водопроводной воды в другую и промаркируйте ее. Налейте в чашку одну чашку спортивного напитка и промаркируйте ее.

4. Отрежьте четыре куска проволоки диаметром 3 дюйма (7,6 см) и два куска проволоки диаметром 9 дюймов (23 см) для каждой группы.
5. Распечатайте рабочие листы (Рабочий лист и Рабочий лист по элементной проводимости), по одному на каждого учащегося.

Со студентами

1. С помощью инструментов для зачистки проводов или наждачной бумаги снимите 1/2 дюйма (1,3 см) изоляции с концов каждого куска провода, чтобы обеспечить хорошее соединение.
2. Приклейте один конец короткого провода к положительной клемме батареи D-типа с помощью клейкой ленты. Подключите другой конец короткого провода к одному выводу патрона лампочки. Чтобы соединение было надежным, оберните провод вокруг винта на клемме держателя лампы U-образной формы. Подключите длинный кусок провода к отрицательной клемме батареи D-cell с помощью клейкой ленты.Подсоедините второй кусок длинного провода к открытой клемме патрона лампы.
3. Проверьте свою схему, соединив свободные концы провода вместе. Что происходит? (Ответ: электрическая цепь замкнута и лампочка горит.) Если лампочка не горит, проверьте все соединения и повторите попытку. Теперь оставьте цепь разомкнутой. Мы будем использовать эту схему в качестве тестера проводимости.
4. Используйте схему в качестве измерителя проводимости твердых предметов. Получите у учителя материалы для тестирования. Предскажите, будет ли каждый предмет проводить электричество.Затем прикоснитесь концами двух проводов к тестируемому объекту, чтобы проверить, замкнута ли цепь. Как узнать, является ли предмет проводником или изолятором? (Ответ: Если объект является проводником, лампочка загорится. Если объект является изолятором, лампочка не загорится.)

Рис. 1. Схема действия — тестер электропроводности для твердых тел. Авторское право

Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

5. Предскажите, какие объекты, по вашему мнению, будут проводить электричество.Запишите свои прогнозы на сайте Will It Conduct? Рабочий лист.
6. Используйте тестер цепей, чтобы определить, является ли каждый объект проводником или изолятором. Запишите результаты теста в рабочий лист.
7. Сделайте тестер проводимости для жидкостей: модифицируйте тестер проводимости, добавив последовательно одну или две батареи (см. Рисунок 3). Используйте короткие отрезки провода для последовательного соединения батарей.
8. Осторожно оберните алюминиевой фольгой концы двух проводов с открытым концом, чтобы получился электрод.(Примечание: установка из фольги на Рисунке 3 отсутствует.) Сделайте каждый электрод длиной 1 дюйм (2,5 см) и шириной дюйма (6 мм).
9. Проверьте свою схему. Соедините кусочки фольги вместе, чтобы замкнуть цепь. Что происходит? (Ответ: Когда вы соприкасаетесь фольговыми электродами вместе, лампочка загорается, потому что цепь замкнута.)
10. Предскажите, какие жидкости будут проводить электричество, записав свои прогнозы в рабочий лист. Как узнать, проводит ли жидкость электричество? (Ответ: если жидкость проводит электричество, лампочка загорится.)
11. Используйте схему в качестве измерителя проводимости жидкостей. Проверьте каждую жидкость, погрузив электроды в раствор и удерживая электроды близко , не касаясь друг друга . Будьте осторожны, держите провод только там, где он изолирован. Наденьте новые электродные ленты из алюминиевой фольги для каждого теста.

Рис. 2. Настройка деятельности: тестер электропроводности для жидкостей и растворов. Авторское право

Авторские права © Джо Фридрихсен, Программа и лаборатория ITL, Университет Колорадо в Боулдере, 2003.

12. Запишите результаты теста в рабочий лист. Чем ваши результаты отличались от ваших прогнозов?
13. Ответьте на все оставшиеся вопросы по программе Will It Conduct? Рабочий лист.
14. Заполните Рабочий лист по элементарной проводимости.

Оценка

Оценка перед началом деятельности

Вопрос для обсуждения: Запрашивайте, объединяйте и обобщайте ответы студентов:

• Спросите студентов, могут ли только твердые тела проводить электричество? (Ответ: Нет.Раствор электролита также может проводить электричество.)

Прогноз: Попросите учащихся предсказать результат действия до того, как оно будет выполнено.

• Поместите пенни, стакан воды из-под крана и лист бумаги на стол и попросите учащихся предсказать, какие из них будут проводить электричество лучше и хуже. (Ответ: Только пенни будет хорошо проводить электричество.)

Встроенная оценка деятельности

Рабочий лист: Предложите учащимся использовать во время задания «Будет ли это поведение?». Рабочий лист для записи своих наблюдений и ответов на вопросы.

Оценка после деятельности

Анализ прогнозов: Попросите учащихся сравнить свои первоначальные прогнозы с результатами тестов, записанными на рабочих листах. Попросите студентов объяснить, почему одни решения проводят электричество, а другие — нет.

Внутри-внешний круг: Предложите ученикам сформировать два концентрических круга (внутренний-внешний круг), чтобы у каждого ученика был партнер, обращенный к ним из другого круга. Внешний круг обращен внутрь, а внутренний — наружу.При необходимости могут работать вместе три человека. Задайте студентам вопрос (см. Ниже). Попросите партнеров посоветоваться друг с другом, чтобы обсудить ответ. Если они не могут прийти к согласию относительно ответа, они могут посоветоваться с другой парой. Призывайте ответы к внутреннему или внешнему кругу или классу в целом. Повторяйте, пока не дадите правильный ответ на все вопросы. Вопросы:

• Почему инженеры используют в схемах токопроводящие материалы? (Ответ: Инженеры используют проводники для создания частей цепи, в которых будет протекать электрический ток.)
• Инженер должен выбирать между изготовлением проволоки из меди или серебра. Какой материал вы порекомендуете им выбрать? Почему? (Ответ: Медь дешевле серебра.)
• Какие материалы являются хорошими проводниками? (Ответ: Любые металлы.)
• Некоторые металлы проводят лучше, чем другие? Почему? (Ответ: Да, проводимость зависит от количества валентных электронов (находящихся во внешней оболочке, доступных для перемещения). Для практических приложений плотность играет важную роль, и поэтому линии электропередач обычно изготавливаются из алюминия, а не из меди ( менее проводящий материал, но намного легче, поэтому, даже если он толще, алюминий будет легче при той же проводимости.)
• Как узнать, проводит ли жидкость электричество? (Ответ: Если жидкость проводит электричество, цепь замыкается и загорается лампочка.)
• Какие три дирижера были лучшими в этом мероприятии? (Ответ: будет отличаться в зависимости от предоставленных материалов.)
• Какой твердый проводник был лучшим в работе? (Ответ: Будет отличаться.)
• Какой жидкий проводник был лучшим в работе? (Ответ: Будет отличаться.)

Вопросы безопасности

• Попросите учащихся быть особенно осторожными при зачистке провода, чтобы не порезать себя или других учащихся.
• Попросите учащихся не держать пальцами изолированный провод на батарее D-элемента в течение длительного времени, потому что оголенные концы провода нагреваются, когда они держатся за клеммы батареи.

Советы по поиску и устранению неисправностей

Напомните учащимся, что необходимо заменять электроды из алюминиевой фольги каждый раз, когда они проверяют другой раствор, поскольку электроды могут быть загрязнены предыдущим раствором.

Студенты должны быть осторожны, держа электроды из фольги немного раздвинутыми при помещении в жидкость; они получат ложное срабатывание, если два электрода соприкоснутся.

Расширения деятельности

Выберите один проводящий материал для проверки с помощью тестера проводимости. Берут образцы материала разной длины и сечения. Попросите учащихся использовать тестер проводимости, чтобы показать, что сопротивление увеличивается с увеличением длины и уменьшается с увеличением площади поперечного сечения.

Иметь студенческие исследования кислот и оснований. Какие бывают распространенные кислоты и основания и как они используются?

Предложите студентам провести исследования по использованию различных материалов в электрических цепях: меди, золота, алюминия, бумаги, пластика и т. Д.

Масштабирование активности

• Для младших классов попросите учащихся измерить проводимость по яркости лампы. Они должны поместить каждый объект в категорию в соответствии с интенсивностью света, производимого лампочкой, когда они тестировали объект: яркий, тусклый, ничего.

использованная литература

Experiments in Electrochemistry, Fun Science Gallery, по состоянию на март 2004 г. Ранее доступно по адресу: http://www.funsci.com/fun3_en/electro/electro.htm

Where Electricity Comes From, Южная Калифорния, Эдисон, по состоянию на март 2004 г .: http://www.sce.com/

Visualizing Electron Orbitals, Государственный университет Джорджии, по состоянию на август 2013 г .: http: // hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/chemical/eleorb.html

авторское право

© 2004 Регенты Университета Колорадо.

Авторы

Ксочитл Замора Томпсон; Сабер Дурен; Джо Фридрихсен; Дарья Котыс-Шварц; Малинда Шефер Зарске; Дениз Карлсон

Программа поддержки

Комплексная программа преподавания и обучения, Инженерный колледж, Университет Колорадо в Боулдере

Благодарности

Содержание этой учебной программы по цифровой библиотеке было разработано за счет гранта Фонда улучшения послесреднего образования (FIPSE), U.S. Министерство образования и Национальный научный фонд ГК-12, грант No. 0338326. Однако это содержание не обязательно отражает политику Министерства образования или Национального научного фонда, и вам не следует предполагать, что оно одобрено федеральным правительством.

Последнее изменение: 2 ноября 2021 г.

Электропроводность за период 3

Результаты обучения

Изучив эту страницу, вы сможете:

• описать и объяснить, как электрическая проводимость изменяется в течение периода 3

Электропроводность

В таблице приведены значения электропроводности элементов от Na до Ar по отношению к алюминию.

Вещества проводят электричество, если они содержат заряженные частицы, которые могут перемещаться с места на место при приложении разности потенциалов.

Таблица дает некоторую информацию о различных веществах.

Вещество	Банкноты
металл	поведение в твердом или жидком состоянии
ковалентные вещества	не проводят (исключение — графит)
ионные соединения	поведение в растворенном состоянии или в жидком состоянии

Описание тренда

На графике показано, как электрическая проводимость изменяется в течение периода 3.

На этом графике много чего происходит, поэтому часто бывает проще разделить его на три части. В таблице ниже дается краткое описание этих разделов.

Нажав на символ загрузки, вы сможете загрузить график в виде файла изображения или файла PDF, сохранить его данные, аннотировать их и распечатать.Обратите внимание, что графики будут помечены водяными знаками.
×

Объяснение этой тенденции

Натрий, магний и алюминий

Натрий, магний и алюминий — все металлы. Они имеют металлическую связь, в которой ядра атомов металлов притягиваются к делокализованным электронам.

Переход от натрия к алюминию:

• увеличивается количество делокализованных электронов…
• есть больше электронов, которые могут перемещаться и переносить заряд через структуру…
• увеличивается электропроводность.

Кремний

Кремний имеет гигантскую ковалентную структуру. Это полупроводник, поэтому он не является хорошим проводником или хорошим изолятором.

Фосфор, сера, хлор и аргон

Остальные элементы периода 3 не проводят электричество. У них нет свободных электронов, которые могли бы перемещаться и переносить заряд с места на место.

Металлическую связь часто неправильно описывают как притяжение между положительными ионами металлов и делокализованными электронами.Однако металлы по-прежнему состоят из атомов, но внешние электроны не связаны с каким-либо конкретным атомом.

Подобным образом графит (неметалл) также имеет делокализованные электроны. Однако вы не понимаете, что он состоит из ионов углерода.

Гигантская кристаллическая решетка кремния похожа на структуру алмаза. Каждый атом кремния ковалентно связан с четырьмя другими атомами кремния в тетраэдрическом расположении.

Атомы в молекулах фосфора, серы и хлора удерживаются вместе ковалентными связями.

Какие материалы плохо проводят тепло? — Цвета-NewYork.com

Какие материалы плохо проводят тепло?

Металлы и камень считаются хорошими проводниками, поскольку они могут быстро передавать тепло, тогда как такие материалы, как дерево, бумага, воздух и ткань, плохо проводят тепло. Эти проводящие свойства оцениваются на основе «коэффициента», который измеряется относительно серебра.

Какие примеры теплоизоляторов?

Примеры теплоизоляторов

• пенополистирол.
• вода.
• Минеральная вата.
• пластик.

Какие изоляторы приведу 5 примеров?

Какие изоляторы приведу 5 примеров?

• Резина.
• Стекло.
• Чистая вода.
• Масло.
• Air.
• Бриллиант.
• Сухое дерево.
• Сухой хлопок.

Почему плохие проводники тепла — хорошие изоляторы?

Изолятор — это материал, не допускающий передачи электричества или энергии.Материалы с плохой теплопроводностью также можно охарактеризовать как хорошие теплоизоляторы. Поскольку воздух является плохим проводником и хорошим изолятором, это помогает удерживать энергию внутри здания.

Какой утеплитель лучший образец?

Примеры теплоизоляторов

• Дерево.
• Пластик.
• Стекло.
• Резина.
• Ткань.
• Пробка.
• Керамика.
• Пенополистирол.

Какие бытовые материалы являются хорошими изоляторами?

Пластик, резина, дерево и керамика — хорошие изоляторы.Их часто используют для изготовления кухонной утвари, например, ручек кастрюль, чтобы не допустить распространения тепла и обжечь руку повара. Пластиковое покрытие также используется для покрытия большинства электрических проводов в приборах. Воздух также является хорошим изолятором тепла.

Пузырчатая пленка — хороший изолятор?

Пузырьковые обертки служат хорошим изолятором благодаря своей конструкции с небольшими воздушными карманами. Поскольку основным материалом для изготовления пузырчатой ​​пленки является пластик, он быстро нагревается, поэтому пузырчатая упаковка служит хорошими изоляторами.Пузырьковые пленки также лучше всего подходят для теплиц

Что такое плохой изолятор?

Металлы, особенно серебро, являются хорошими проводниками электричества. Такие материалы, как стекло и пластик, плохо проводят электрический ток и называются изоляторами. Они используются для предотвращения прохождения электричества там, где в нем нет необходимости или где это может быть опасно, например, через наши тела.

Какой изолятор самый плохой?

Пример плохого изолятора — стекло. Изолятор — это материал, который не пропускает много тепла или электричества.

Чем не хороши изоляторы?

Какие бывают плохие изоляторы? Неметаллы, как правило, плохие проводники или изоляторы. С другой стороны, металлы — хорошие проводники. Другими примерами плохих проводников электричества являются слюда, бумага, дерево, стекло, резина, тефлон и т. Д.

Какой металл плохо проводит электричество?

Вольфрам

Алюминий плохо проводит электричество?

Алюминий может проводить электричество, но он не проводит электричество так же хорошо, как медь.Алюминий образует электрически стойкую оксидную поверхность в электрических соединениях, что может вызвать их перегрев. В высоковольтных линиях электропередачи, заключенных в стальной корпус для дополнительной защиты, используется алюминий.

Какой металл является самым плохим проводником тепла и электричества?

Свинец

Какой проводник самый слабый?

Было обнаружено, что новый тип молекулярной проволоки, образованной из повторяющихся элементов кремния и кислорода, демонстрирует самое высокое сопротивление, когда-либо зарегистрированное, что делает их идеальными изоляторами для молекулярных цепей

Какой проводник электричества самый сильный?

Серебро.Серебро — самый прочный проводник из всех известных материалов. Однако, поскольку серебро является относительно дорогим и востребованным материалом, оно не часто используется из-за его проводящих свойств. В случаях, когда необходим чрезвычайно проводящий материал, медь может быть покрыта тонким слоем жидкого серебра

Является ли Даймонд хорошим проводником электричества?

Алмазы не проводят электричество. Многие инженеры когда-то считали, что алмазы не могут проводить электричество из-за структуры тетраэдра, образованной ковалентными связями между атомами углерода, что не позволяет свободным электронам проводить ток.

Какие бывают плохие проводники?

Неметаллы, как правило, плохие проводники или изоляторы. С другой стороны, металлы — хорошие проводники. Некоторыми другими примерами плохих проводников электричества являются слюда, бумага, дерево, стекло, резина, тефлон и т. Д. Некоторыми примерами плохих проводников тепла являются воздух, свинец и т. Д.

Какие бывают 3 типа проводников?

Из всех материалов тройку лидеров составляют серебро, медь и алюминий. Серебро, как известно, является лучшим проводником электричества, но широко не используется по экономическим причинам.Он используется только для специального оборудования, такого как спутники. Медь, хотя и не такая высокая, как серебро, но также обладает высокой проводимостью

Золото — плохой проводник?

Еще одно распространенное заблуждение — чистое золото — лучший проводник электричества. Хотя золото действительно имеет относительно высокий рейтинг проводимости, на самом деле оно менее проводимо, чем медь

.

Почему для изготовления электрических проводов не используется золото?

Золото

не используется для изготовления электрических проводов, потому что оно слишком редко и дороже меди.Серебро и медь используются для изготовления проволоки. Медь почти используется в электрических линиях. Итак, в результате стоимость провода будет отличной

.

Золото — лучший дирижер?

Самым электропроводящим элементом является серебро, за ним следуют медь и золото. Хотя это лучший проводник, медь и золото чаще используются в электротехнике, потому что медь дешевле, а золото имеет гораздо более высокую коррозионную стойкость

Какой металл наименее проводит тепло?

Какой металл быстрее всего проводит тепло?

алюминий

Кальций плохо проводит тепло?

Самым плохим проводником тепла среди металлов является.Вести. Меркурий. Кальций

Свинец — плохой проводник тепла и электричества?

Свинец плохо проводит тепло, потому что он легко вступает в реакцию с атмосферой с образованием оксида свинца, а оксиды металлов также плохо проводят тепло и электричество. Примечание. Свинец — это мягкий серебристо-белый или сероватый металл.

Металл, проводящий электричество, но не тепло?

Металлы известны как хорошие проводники как тепла, так и электричества. Независимо от температуры или других факторов типичная проводимость не меняется.Это свойство известно как закон Видеманна-Франца. По сути, закон гласит, что хорошие проводники электричества также являются хорошими проводниками тепла.

Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики (Лаборатория Беркли) и Калифорнийского университета в Беркли обнаружили металл, противодействующий этому закону. Диоксид ванадия является хорошим проводником электричества, но не тепла.

Уже известно, что диоксид ванадия обладает необычными характеристиками и может превращаться из изолятора в металл при 67 градусах Цельсия.Но при изучении свойств диоксида ванадия команда смогла глубже понять, насколько этот материал настолько уникален, исследовав не только структуру кристаллической решетки материала, но и движение электронов. Это важно для передачи тепла, которое происходит через металлы за счет беспорядочного движения электронов. Однако в диоксиде ванадия движение электронов гораздо более структурировано, поэтому тепло не может эффективно проходить.

«Электроны движутся синхронно друг с другом, как жидкость, а не как отдельные частицы, как в обычных металлах», — сказал Ву.«Для электронов тепло — это случайное движение. Обычные металлы эффективно переносят тепло, потому что существует так много различных возможных микроскопических конфигураций, между которыми могут прыгать отдельные электроны. Напротив, скоординированное движение электронов в диоксиде ванадия, подобное маршевой полосе, вредно для теплопередачи, поскольку существует меньше конфигураций, доступных для электронов, которые могут беспорядочно прыгать между ними ».

Сотрудничество между лабораторией Ву в LBL и Оливье Делером из Национальной лаборатории Министерства энергетики в Ок-Ридж и доцентом Университета Дьюка позволило команде провести моделирование и эксперименты по рассеянию рентгеновских лучей, чтобы определить, какую теплопроводность диоксид ванадия имел на основе его электрона. движение.Они обнаружили, что теплопроводность, исходящая от электронов, в десять раз меньше, чем можно было бы ожидать из закона Видемана-Франца.

Интересно отметить, что тепловую и электрическую проводимость материала можно регулировать, смешивая металл с другими материалами, такими как вольфрам. Смесь материалов изменяет температуру, при которой диоксид ванадия становится металлическим. Это изменение температуры может превратить материал в лучший проводник тепла при определенных температурах и обратно в изолятор при других.

«Регулируя свою теплопроводность, материал может эффективно и автоматически рассеивать тепло жарким летом, потому что он будет иметь высокую теплопроводность, но предотвращает потери тепла холодной зимой из-за его низкой теплопроводности при более низких температурах», — объясняет со- ведущий автор Фань Ян, научный сотрудник Molecular Foundry лаборатории Беркли.