Чем ионизация газа отличается от ионизации жидких растворов?
Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь для публикации ответа на этот вопрос.
решение вопроса
Связанных вопросов не найдено
Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.
- Все категории
- экономические 43,679
- гуманитарные 33,657
- юридические 17,917
- школьный раздел 612,713
- разное 16,911
Популярное на сайте:
Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах.
Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте.
Как быстро и эффективно исправить почерк? Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.
Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью.
- Обратная связь
- Правила сайта
Урок » Електричний струм у газах. Самостійний та несамостійний розряд.»
Конспект уроку » Електричний струм у газах. Самостійний та несамостійний розряд» допоможе вчителям у підготовці до уроку. Цей матеріал відповідає чинній програмі для учнів 8 класу.
Перегляд файлу
Тема урока: Электрический ток в газах. Самостоятельный и несамостоятельный разряд.
Образовательная: сформировать у учащихся представление об электрическом токе в газах, о самостоятельном и несамостоятельном разряде, показать практическое применение газового разряда в быту, в промышленности, технике.
Развивающая: развитие мышления, внимания и умения выделять главное; формирование умений устанавливать причинно-следственные связи, развитие логического мышления, познавательного интереса.
Воспитательная: воспитывать у ребят навыки общения и самоорганизации.
Тип урока: усвоение новых знаний.
Эпиграф к уроку:
«Позавчера мы ничего не знали об электричестве, вчера мы ничего не знали об огромных резервах энергии, содержащихся в атомном ядре, о чем мы не знаем сегодня?»
Ход урока
І . Организационный момент
ІІ . Мотивация учебной деятельности
По оценке метеорологов, за секунду в землю ударяют 100 молний, которые высвобождают электрические заряды, накопленные в 200 грозах, это каждое мгновение бичует Землю. Любой удар молнии распространяется со скоростью 80000 миль в секунду, составляющей около половины скорости света, и порождает температуру, достигающую около 50000°С. Любое свечение в природе вызывает удивление и страх. О природе таких свечений мы узнаем сегодня на уроке.
Объявление темы урока:
Ребята, запишите в тетради тему урока: “Электрический ток в газах Самостоятельный и несамостоятельный разряд”.( Слайд1)
ІІІ. Актуализация опорних знаний
Прежде чем приступить к изучению нового материала, мы немного повторим пройденный.
Игра «Закончить фразу» (За правильный быстрый ответ, выдается жетон)
Электрическим током называется…
За направление электрического тока принято направление…
Положительный ион, это атом…
Отрицательный ион, это атом…
Основными носителями заряда в металлах являются…
Основными носителями заряда в электролитах являются…
Полупроводники р-типа отличаются от полупроводников п-типа…
С увеличением температуры и освещенности полупроводника его проводимость…
Молодцы! Вы показали свои знания, сообразительность, любознательность, готовность идти дальше.
I V . Изучение нового материала
Вы знаете, что при обычных условиях все газы являются диэлектриками, то есть не проводят электрического тока. Этим свойством объясняется, например, широкое использование воздуха в качестве изолирующего вещества. Принцип действия выключателей и рубильников как раз и основан на том, что размыкая их металлические контакты, мы создаем между ними прослойку воздуха, не проводящую ток .(Слайд2)
• При каких условиях газ из диэлектрика может стать проводником?
Демонстрация 1. Около заряженного электроскопа пламенем свечи нагреваем воздух. Электроскоп сразу же разряжается. (Слайд3)
Вывод: Нагретый воздух теряет свои изоляционные свойства. При нагревании происходит ионизация газа, в нем появляются свободные заряды, и газ становится проводником.
Для того, чтобы газы проводили электрический ток, необходима ионизация газов. Ионизация газов — распад молекул газа на электроны и положительные ионы. Ионизация газа может происходить под влиянием различных внешних взаимодействий:
— сильного нагрева газа,
— бомбардировки молекул газа электронами или ионами. (Слайд4)
Запись в тетрадь. Процесс образования ионов и электронов в газах называется ионизацией.
Демонстрация 2. Приводим в действие электрофорную машину. Наблюдаем искры, проскакивающие между разрядниками.
Пояснение: оба конца разрядников находятся под электрическим напряжением, между ними существует электрическое поле. С отрицательно заряженного электрода могут отрываться отдельные электроны, которые начинают двигаться к аноду, создавая электрический ток. При высоких напряжениях энергии электронов может хватить на то, чтобы ионизировать на своем пути нейтральные атомы газа и «пополнить» ряды заряженных частиц.
Факторы, которые приводят к возникновению электронов и ионов в газах, называют ионизаторами. Если ионизатор перестает действовать, то газ снова становится диэлектриком: ионы и электроны, сталкиваясь, снова образуют нейтральные атомы и молекулы (происходит рекомбинация). Газовый разряд в этом случае прекращается. Такой разряд будем называть несамостоятельным газовым разрядом.
Запись в тетрадь . Самостоятельный газовый разряд — разряд, который не требует для своего поддержания внешнего ионизатора.
Различают тлеющий, дуговой, искровой и коронный газовые разряды. (Слайд5)
Тлеющий газовый разряд
Наблюдается при малых давлениях (несколько тысяч Паскалей). Основными являются процессы ионизации электронным ударом и вторичной электронной эмиссии на катоде (под воздействием положительных ионов). Используют в газовых трубках, применяемых в рекламных щитах, в лампах дневного света. В газовых трубках баллон лампы чаще всего заполняют неоном (красное свечение) или аргоном (сине-зеленое свечение). Баллон лампы дневного света заполнен парами ртути и дает фиолетовое и ультрафиолетовое свечение, которое поглощается слоем люминофора и преобразуется в видимый свет.
Видеофрагмент «Применение тлеющего разряда».
Дуговой газовый разряд
Это непрерывный процесс прохождения электрического тока через воздушный зазор между электродами (роль одного из них может выполнять деталь). Сопровождается ярким свечением и сильным нагреванием электродов. Температура канала дуги достигает 5000—7000 °С (поверхность Солнца имеет температуру приблизительно 6000 °С). Происходит разряд благодаря термоэлектронной эмиссии с поверхности разогретого катода. Применяют в электросварке, металлургии, прожекторах.
Искровой газовый разряд
Возникает при высоких напряжениях. Происходит электрический пробой диэлектрика. Искровой разряд имеет вид ярких разветвляющихся зигзагообразных полосочек, длится всего несколько десятков микросекунд и обычно сопровождается звуковыми эффектами (потрескивание, треск, гром и т. д.). Дело в том, что температура газа, а следовательно, и давление в канале разряда значительно повышаются, в результате воздух быстро расширяется и возникают звуковые волны. В технике искровой разряд используют, например, для зажигания бензиновых двигателей, для обработки особо прочных металлов. Примером грандиозного искрового разряда в природе является молния.
Видеофрагмент «Искровой разряд».
Один из учащихся делает небольшое сообщение об особенностях возникновения молнии и правилах поведения во время грозы.
Коронный газовый разряд
Возникает на заостренных концах проводников. Вблизи острия появляется сильное электрическое поле, воздух ионизируется, и возникает разряд, внешне напоминающий корону. Чтобы уменьшить вероятность возникновения коронного разряда, увеличивают диаметр проводов.
Ионизированный газ, получаемый в процессе самостоятельного разряда, представляет собой особое состояние вещества — плазму. Чем выше температура, тем выше степень ионизации плазмы. Например, при 160 000 К В водородной плазме уже отсутствуют нейтральные атомы или молекулы. При температурах порядка миллиона градусов любое вещество находится в состоянии плазмы. В космическом пространстве это самое распространенное состояние вещества.
V . Закрепление нового материала
Вопросы для организации беседы
• Чем самостоятельный разряд отличается от несамостоятельного?При каких условиях несамостоятельный газовый разряд может стать самостоятельным?
• Почему полярные сияния происходят чаще и активнее в периоды наибольшей солнечной активности?
• Какими способами можно ионизировать атомы газа?
• Почему говорят, что молния может находить зарытые под землей клады?
• Почему у альпинистов существует правило: ночуешь высоко в горах — все металлические предметы собери и сложи подальше от лагеря?
V І. Задание на дом
Прочитать П.25.Ответить на вопросы в конце параграфа.
V ІІ . Рефлексия. Итог урока.
– что понравилось на уроке?
– что хотелось бы изменить ?
– что хотелось бы добавить в урок?
– как вы оцениваете вою сегодняшнюю работу на уроке? почему?
Вы познаете тайны природы. Много в ней загадочного и необъяснимого. Сегодня мы прикоснулись еще к одной тайне, тайне электрических разрядов.
Видеофрагмент «Искровой разряд».
Озонирование или ионизация: чем озонирование отличается от ионизации?
Процессов очистки воздуха в помещении достаточно много. Технологии настолько развились, что сегодня можно более 5 способами очистить помещение. Тем самым избавиться от различных бактерий, микроорганизмов и насытить воздух полезными веществами. Но какие из них самые действующие? Можно выделить следующие: это ионизация и озонирование. Между этими процессами существует большая разница. Они отличаются друг от друга не только по процессу и принципу работы, но и по конечному результату. Озонирование и ионизация воздуха предназначены для разной степени очистки воздуха. Сейчас мы раскроем все детали разницы между этими процессами очистки воздуха.
Процесс ионизации воздуха
Ионизация воздуха подразумевает насыщение кислорода отрицательными и положительными ионами. Ионизатор предназначен выделять постепенно в воздушное пространство ионы. Сами ионы в воздухе отыгрывают лишь позитивную роль для всех организмов. Ионы создают благоприятную среду для биологической активности, повышает иммунитет и улучшает самочувствие за счет лучшего кровообращения. Ионизация воздуха в большей степени влияет лишь на воздух, весь процесс заключается в разбавлении кислорода с молекулами иона.
Ионизация очень полезна для организма. Есть специальные бытовые ионизаторы, которые ставят в особо важных комнатах и делают благоприятную среду. Это касается детских или игровых комнат. Ионизация помогает организму бороться с болезнями, укреплять иммунную систему и развиваться.
- Лишь дополняет воздух ионами;
- Позитивно влияет на все воздушное пространство в помещении;
- Безопасно даже для ребенка;
- Не требует затрат времени, может проходить даже при наличии людей в помещении.
Процесс озонирования воздуха
Озонирование – это процесс выделения газа с окислительными эффектами (озона). Озон имеет четко выраженный голубой цвет и резкий запах. Озон выделяется не только с помощью специальных приборов, а и в природе. Его особо часто можно услышать у озер, лесов, водопадов и после дождя. Ультрафиолет пронзивший кислород в воде превращается в озон. Сам озон (газ) может негативно влиять на организм в больших количествах. При его вдохе на поверхности глаз и легких появляется оболочка, которая имеет больше негативный эффект. Трехатомный кислород и является озоном.
Процесс озонирования предназначен для очистки помещения от негативных и вредных микробов, микроорганизмов (грибка, плесени) и насыщает воздух кислородом. В процессе озонирования воздух вытесняется газом, который расщепляется на мелкие частички. Он заполняет любые щели и дырки в помещении, поэтому для озона не проблема бороться с негативными микро жителями дома. Ни один живой микроорганизм не сможет выжить в условиях озонирования. Озон покрывает микроорганизм оболочкой, при которой все жизнедеятельные процессы останавливаются, в том числе и размножение.
Чем озонирование отличается от ионизации?
Теперь можно подвести итоги. Ионизация – это процесс, при котором воздух только насыщается ионами, и становится полезным для жизнедеятельности. Озонирование – процесс, который очищает воздух в помещение от любых негативных микроорганизмов. Данные процессы отличаются между собою конечным результатом, как уже и было сказано. Ионизация помогает развитию всего живого, озонирование сначала убивает все негативное, а потом насыщает воздух кислородом. Озонирование очень часто используют для очистки помещений от неприятного запаха, сырости и инфекций.
Заказывайте озонирование воздуха в нашей компании DFD!
Электрический ток в жидкостях и газах
В металлическом проводнике электрический ток образуется направленным движением свободных электронов и что при этом никаких изменений вещества, из которого проводник сделан, не происходит.
Такие проводники, в которых прохождение электрического тока не сопровождается химическими изменениями их вещества, называются проводниками первого рода . К ним относятся все металлы, уголь и ряд других веществ.
Но есть в природе и такие проводники электрического тока, в которых во время прохождения тока происходят химические явления. Эти проводники называются проводниками второго рода . К ним относятся главным образом различные растворы в воде кислот, солей и щелочей.
Если в стеклянный сосуд налить воды и прибавить в нее несколько капель серной кислоты (или какой-либо другой кислоты или щелочи), а затем взять две металлические пластины и присоединить к ним проводники опустив эти пластины в сосуд, а к другим концам проводников подключить источник тока через выключатель и амперметр, то произойдет выделение газа из раствора, причем оно будет продолжаться непрерывно, пока замкнута цепь т.к. подкисленная вода действительно является проводником. Кроме того, пластины начнут покрываться пузырьками газа. Затем эти пузырьки будут отрываться от пластин и выходить наружу.
При прохождении по раствору электрического тока происходят химические изменения, в результате которых выделяется газ.
Проводники второго рода называются электролитами , а явление, происходящее в электролите при прохождении через него электрического тока, — электролизом .
Металлические пластины, опущенные в электролит, называются электродами; одна из них, соединенная с положительным полюсом источника тока, называется анодом , а другая, соединенная с отрицательным полюсом,— катодом .
Чем же обусловливается прохождение электрического тока в жидком проводнике? Оказывается, в таких растворах (электролитах) молекулы кислоты (щелочи, соли) под действием растворителя (в данном случае воды) распадаются на две составные части, причем одна частица молекулы имеет положительный электрический заряд, а другая отрицательный.
Частицы молекулы, обладающие электрическим зарядом, называются ионами . При растворении в воде кислоты, соли или щелочи в растворе возникает большое количество как положительных, так и отрицательных ионов.
Теперь должно стать понятным, почему через раствор прошел электрический ток, ведь между электродами, соединенными с источником тока, создана разность потенциалов, иначе говоря, один из них оказался заряженным положительно, а другой отрицательно. Под действием этой разности потенциалов положительные ионы начали перемешаться по направлению к отрицательному электроду — катоду, а отрицательные ионы — к аноду.
Таким образом, хаотическое движение ионов стало упорядоченным встречным движением отрицательных ионов в одну сторону и положительных в другую. Этот процесс переноса зарядов и составляет течение электрического тока через электролит и происходит до тех пор, пока имеется разность потенциалов на электродах. С исчезновением разности потенциалов прекращается ток через электролит, нарушается упорядоченное движение ионов, и вновь наступает хаотическое движение.
В качестве примера рассмотрим явление электролиза при пропускании электрического тока через раствор медного купороса CuSO4 с опущенными в него медными электродами.
Явление электролиза при прохождении тока через раствор медного купороса: С — сосуд с электролитом, Б — источник тока, В — выключатель
Здесь также будет встречное движение ионов к электродам. Положительным ионом будет ион меди (Си), а отрицательным — ион кислотного остатка (SO4). Ионы меди при соприкосновении с катодом будут разряжаться (присоединяя к себе недостающие электроны), т. е. превращаться в нейтральные молекулы чистой меди, и в виде тончайшего (молекулярного) слоя отлагаться на катоде.
Отрицательные ионы, достигнув анода, также разряжаются (отдают излишние электроны). Но при этом они вступают в химическую реакцию с медью анода, в результате чего к кислотному остатку SO4 присоединяется молекула меди С u и образуется молекула медного купороса С uS О 4 , возвращаемая обратно электролиту.
Так как этот химический процесс протекает длительное время, то на катоде отлагается медь, выделяющаяся из электролита. При этом электролит вместо ушедших на катод молекул меди получает новые молекулы меди за счет растворения второго электрода — анода.
Тот же самый процесс происходит, если вместо медных взяты цинковые электроды, а электролитом служит раствор цинкового купороса Z n SO4. Цинк также будет переноситься с анода на катод.
Таким образом, разница между электрическим током в металлах и жидких проводниках заключается в том, что в металлах переносчиками зарядов являются только свободные электроны, т. е. отрицательные заряды, тогда как в электролитах электричество переносится разноименно заряженными частицами вещества — ионами, двигающимися в противоположных направлениях. Поэтому говорят, что электролиты обладают ионном проводимостью.
Явление электролиза было открыто в 1837 г. Б. С. Якоби, который производил многочисленные опыты по исследованию и усовершенствованию химических источников тока. Якоби установил, что один из электродов, помещенных в раствор медного купороса, при прохождении через него электрического тока покрывается медью.
Это явление, названное гальванопластикой , находит сейчас чрезвычайно большое практическое применение. Одним из примеров тому может служить покрытие металлических предметов тонким слоем других металлов, т. е. никелирование, золочение, серебрение и т. д.
Электрический ток в газах
Газы (в том числе и воздух) в обычных условиях не проводят электрический ток. Например, голые провода воздушных линий, будучи подвешены параллельно друг другу, оказываются изолированными один от другого слоем воздуха.
Однако под воздействием высокой температуры, большой разности потенциалов и других причин газы, подобно жидким проводникам, ионизируются , т. е. в них появляются в большом количестве частицы молекул газа, которые, являясь переносчиками электричества, способствуют прохождению через газ электрического тока.
Но вместе с тем ионизация газа отличается от ионизации жидкого проводника. Если в жидкости происходит распад молекулы на две заряженные части, то в газах под действием ионизации от каждой молекулы всегда отделяются электроны и остается ион в виде положительно заряженной части молекулы.
Стоит только прекратить ионизацию газа, как он перестанет быть проводящим, тогда как жидкость всегда остается проводником электрического тока. Следовательно, проводимость газа — явление временное, зависящее от действия внешних причин.
Однако есть и другой вид электрического разряда, называемый дуговым разрядом или просто электрической дугой. Явление электрической дуги было открыто в начале 19-го столетия первым русским электротехником В. В. Петровым.
В. В. Петров, проделывая многочисленные опыты, обнаружил, что между двумя древесными углями, соединенными с источником тока, возникает непрерывный электрический разряд через воздух, сопровождаемый ярким светом. В своих трудах В. В. Петров писал, что при этом «темный покой достаточно ярко освещен быть может». Так впервые был получен электрический свет, практически применил который еще один русский ученый-электротехник Павел Николаевич Яблочков.
«Свеча Яблочкова», работа которой основана на использовании электрической дуги, совершила в те времена настоящий переворот в электротехнике.
Дуговой разряд применяется как источник света и в наши дни, например в прожекторах и проекционных аппаратах. Высокая температура дугового разряда позволяет использовать его для устройства дуговой печи. В настоящее время дуговые печи, питаемые током очень большой силы, применяются в ряде областей промышленности: для выплавки стали, чугуна, ферросплавов, бронзы и т.д. А в 1882 году Н. Н. Бенардосом дуговой разряд впервые был использован для резки и сварки металла.
В газосветных трубках, лампах дневного света, стабилизаторах напряжения, для получения электронных и ионных пучков используется так называемый тлеющий газовый разряд .
Искровой разряд применяется для измерения больших разностей потенциалов с помощью шарового разрядника, электродами которого служат два металлических шара с полированной поверхностью. Шары раздвигают, и на них подается измеряемая разность потенциалов. Затем шары сближают до тех пор, пока между ними не проскочит искра. Зная диаметр шаров, расстояние между ними, давление, температуру и влажность воздуха, находят разность потенциалов между шарами по специальным таблицам. Этим методом можно измерять с точностью до нескольких процентов разности потенциалов порядка десятков тысяч вольт.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети: