Железо электропроводность ионов — Справочник химика 21

    Примером может служить коррозия технического железа на воздухе, когда оно покрыто влажной пленкой или же находится в растворе электролитов с незначительной концентрацией Н+. Таким образом, электрохимическая коррозия в нейтральной среде происходит с поглощением кислорода. Продуктом коррозии является гидроксид железа (II), постепенно окисляющийся до гидроксида железа (III). Ионы примеси, растворенной в воде, необходимы только для увеличения электропроводности воды, которая без них очень мала. В процессе коррозии железа протекают реакции  [c.170]
    Распад молекул на катионы и анионы обусловливает аддитивность свойств растворов электролитов. Например, в растворах всех солей натрия можно обнаружить химико-аналитическими реакциями катион Na» «, в растворах всех сульфатов — ион SO , в растворах солей железа (III) — ион Fe . Аддитивны электропроводность растворов электролитов, светопреломление, светопоглощение в УФ-, видимой и ИК-областях спектров, фармакологические свойства ионов. Это используют в электроанализе, фотоколориметрии и фармации.  [c.34]

    Особый тип химической связи наблюдается в металлах. Металлические кристаллы характеризуются большим числом весьма полезных свойств, которые сделали их незаменимым материалом для человечества. К ним относятся высокая отражательная способность, высокая пластичность (способность вытягиваться в проволоку), ковкость, высокие теплопроводность и электропроводность. Эти свойства обусловлены особенностями металлического типа химической связи. Одна из них, как уже упоминалось, обязана высокой подвижности электронов, которая, по-видимому, приводит к тому, что кристаллические решетки металлов не являются такими жесткими, как у типичных ионных или ковалентных кристаллов. Отметим также важную особенность металлов — их способность образовывать сплавы, т. е. давать однородные твердые растворы, отличающиеся новыми, полезными свойствами. Например, сталь — главный конструкционный материал современной техники — представляет собой в основном твердый раствор углерода в железе. Огромную роль на начальных этапах истории человечества сыграли плавящиеся при относительно низкой температуре сплавы меди и олова, т. е. бронза (бронзовый век). 

[c.163]

    Электропроводность разных тканей и биологических жидкостей неодинакова наибольшей электропроводностью обладают спинномозговая жидкость, лимфа, желчь, кровь хорошо проводят ток также мышцы, подкожная клетчатка, серое вещество головного мозга. Значительно ниже электропроводность легких, сердца, печени. Очень низка она у жировой ткани, нервной, костной. Хуже всего проводит электрический ток кожа (роговой слой). Сухой эпидермис почти не обладает электропроводностью. Жидкость межклеточных пространств гораздо лучше проводит ток, чем клетки, оболочки которых оказываются существенным препятствием при движении многих ионов. Возле оболочек накапливаются одноименные ионы, возникает их поляризация. Все это приводит к резкому (в 10—100 раз) падению силы постоянного тока, проходящего через ткани, уже через 0,0001 сек после его замыкания. Поэтому электропроводность кожи обусловлена, главным образом, содержанием протоков желез, особенно потовых. В зависимости от физиологи- 

[c.43]

    На основании полученных результатов строится график в координатах доля анодной зоны поверхности — сила тока и определяется положение максимума на кривой. В отдельном эксперименте снимаются поляризационные кривые на тех же самых электродах модели коррозионного элемента и рассчитываются значения наклонов тафелевских участков обеих кривых для анодного процесса ионизации железа и для катодного разряда ионов водорода на медном катоде. Электролитом может служить 0,1 н. раствор серной кислоты с добавкой для лучшей электропроводности 1,0 н. сульфата натрия. Полученные данные по определению коэффициентов и дают возможность определить /max.  [c.257]

    Высшая степень окисления (+6) встречается только у железа и образуется за счет ковалентно-полярных связей. Степень окисления +3 и +2 — связи ионные, но для степени окисления +3 у железа сохраняются и ковалентные связи. Металлообразные соединения для этих металлов не характерны и только силициды их обладают значительной электропроводностью. [c.381]

    Влияние температуры t) раствора хлоридов железа на Я покрытий. Исследования автора показали, что вязкость, плотность, электропроводность раствора хлоридов железа, а также подвижность ионов в них находятся в прямопропорциональной зависимости от t. 

[c.71]

    С повышением температуры электролита t) увеличивается и наибольших значений достигает при /=90° С. Эту закономерность представляется возможным объяснить тем, что с повышением t интенсифицируется подвижность ионов и возрастает электропроводность электролита, а это способствует, в свою очередь, облегчению разряда ионов железа. [c.74]

    Темп. пл. 140—150 °С содержание кальция 6,5—7%, железа не более 0,005%. влаги не более 1% электропроводность, водной вытяжки при 25 С не выше 2,5 10 Ом см кислотное число не более 2,5 нижний предел взрываемости 20,8 г/смЗ Темп. пл. 120°С содержание цинка 10,5—12.5 /о. железа не более 0.01%. хлор-иона не более 0,02%, влаги не более 2% МРТУ 6-09-2084-65 ТУ 19П-62—72 

[c.396]

    Как было отмечено, алюминий и его сплавы очень чувствительны к контактированию с другими металлами. Самыми опасными являются контакты с более положительными металлами — медью и медными сплавами. В ря.де условий вреден контакт с железом, сталью и коррозионно-стойкой сталью. Контакт с цинком и кадмием в условиях, когда алюминий находится в пассивном состоянии, безвреден и даже несколько защищает алюминий. Магний и магниевые сплавы, несмотря на то, что они имеют значительно более отрицательный потенциал, при контакте с алюминием оказываются также опасными, так как вследствие сильной катодной поляризации алюминия он может перейти в активное состояние под влиянием защелачивания среды (эффект катодной перезащиты алюминия). В результате опасных контактов происходит более существенное разрушение алюминия в электропроводных средах, содержащих ионы хлора. В атмосферных условиях при достаточной влажности отрицательное влияние контактов также может проявляться, хотя и будет распространяться только на поверхность алюминия, непосредственно прилегающую к контакту. 

[c.265]

    Влияние температуры. Повышение температуры влечет за собой изменение очень многих свойств раствора. Повышается электропроводность, изменяется активность ионов в растворе (обычно уменьшается), изменяются потенциалы разряда всех присутствующих ионов, снижается перенапряжение как выделяемого металла, так и водорода. В некоторых случаях повышение температуры приводит к возникновению или исчезновению в растворе коллоидных образований (гидроокисей железа, никеля и т. п.). Так как каждое из этих изменений в свою очередь влияет на характер катодного осадка, то влияние температуры оказывается очень сложным и проявляется неодинаково в различных случаях. 

[c.526]

    Однако имеются металлы (например, железо или никель) с очень малой плотностью тока обмена (10 — 10″ А/см ). Энергия активации их анодного растворения велика, они нуждаются в сильной активационной поляризации, растворение их идет медленно. Медленное растворение, то есть большая энергия активации для металлов группы железа, хрома, тантала и т. д., является, по-видимому, результатом наличия сильной связи между ионами металла и электронами, удерживающей частицы в кристалле металла. Этим также объясняется большая твердость и относительно плохая электропроводность таких металлов. По той же причине продукты их анодного или химического окисления во многих случаях не переходят в раствор, а остаются сцепленными с поверхностью и тем самым пре- 

[c.188]

    В электролит переходит 90—95% никеля, железа и цинка из анода небольшие количества никеля и железа переходят в шлам в виде сульфидов и пассивных агрегатов. Накопление сульфатов указанных металлов в электролите, во-первых, уменьшает электропроводность последнего во-вторых, участвуя в переносе тока к катоду наряду с ионами меди, но практически не разряжаясь на катоде в присутствии ионов меди, ионы никеля, железа и цинка накапливаются в прикатодном слое, затрудняют подход ионов меди к катоду и снижают их концентрацию у катода. При недостаточном перемешивании и больших плотностях тока могут получаться неплотные осадки меди на катоде. 

[c.196]

    Электропроводность растворов одинаковой молярной концентрации зависит от количества ионов, образу-юищхся при диссоциации. Учитывая это, вещества можно расположить в следующий ряд сернокислое окисное железо, азотнокислый алюминий, гидрат окиси бария, хлористый калий (если пренебречь гидролизом солей). 

[c.210]

    Методы очистки воды с помощью ионообменных смол в настоящее время широко применяют как в лабораторных условиях, так и в промышленности. Ионообменные смолы — это нерастворимые высокомолекулярные вещества, которые имеют ионогенные группы гидроксила и гидроксония, способные к реакциям обмена с ионами, содержащимися в воде. Удалить диссоциированные в воде соединения можно фильтрованием воды либо последовательно через колонки с анионитом и катионитом, либо через смесь катионита и анионита (фильтр смешанного действия). Этим методом можно получить воду с очень низким значением удельной электропроводности. Обычно в деионизованной воде из неорганических примесей присутствуют только соли кремниевой кислоты или соединения железа в коллоидном состоянии. Однако в воде, очищенной на ионообменных смолах, содержатся примеси органических веществ, которые вымываются из ионитов (незаполимеризо-ванные мономеры, катализаторы синтеза и стабилизаторы высокомолекулярных соединений). В связи с этим деионизованная вода обычно не применяется при исследованиях строения границы между электродом и раствором, а также электрохимической кинетики. 

[c.27]

    Ре(ОН)з легко перехбдит в коллоидное состояние. Для этого достаточно влить небольшое количество разбавленного раствора РеС1з в кипящую воду. Образующийся вследствие гидролиза гидроксид совместно с Ре (0H) l2 переходит в коллоидное состояние, что обнаруживается по окрашиванию раствора в буро-красный цвет. Коллоидный раствор гидроксида железа не обладает заметной электропроводностью температуры кипения и замерзания его мало отличаются от соответствующих температур чистой воды. Железо в коллоидном состоянии не дает характерных реакций на ион железа. Очень часто Ре -ионы в ходе систематического качественного анализа переходят в коллоидное состояние и тем самым, проходя в фильтрат вместе с другими катионами, не осаждаемыми в виде гидроокисей, нарушают обычный ход анализа. Растворы коллоидного гидроксида железа применяются в медицине. [c.355]

    Раствор должен быть очищен от более электроположительных примесей. Для очистки от железа последнее переводят сначала из FeS04 в Рез(804)з путем окисления его диоксидом марганца. После нейтрализации кислоты Рег (804)3 и АЬ (804)3 осаждаются в виде гидроксидов, которые, осаждаясь, адсорбируют соединения мышьяка и сурьмы. Электроположительные ионы выделяют из раствора цементацией цинковой пылью. Марганец, перешедший в раствор лри окислении железа, не являясь вредной примесью, окисляется на аноде до. диоксида марганца, который опять используется для -окисления железа. Очищенный от примесей раствор сульфата цинка подкисляют для увеличения электропроводности и направляют на электролиз. [c.310]

    Положение о связи активности с d-электронной конфигурацией усиленно отстаивалось Дауденом [78]. Имеется много экспериментальных подтверждений этой точки зрения для области хемосорбции и катализа на металлах, и Дауден попытался распространить ее на окислы переходных металлов. Успешнее всего это можно было сделать для реакций с участием водорода, потому что для этого газа, в отличие от кислорода, хемосорбция не обязательно осуществляется путем простого переноса электрона. Мы уже упоминали (раздел IV, А), что хемосорбция водорода на окиси цинка и закиси никеля ниже 100° не оказывает влияния на электропроводность, и отсюда можно сделать вывод о том, что осуществляется слабая форма хемосорбции, возможно, путем ковалентной связи через ионы металла. Для построения ряда активности наиболее пригодной для исследования является реакция обмена Нг — Ог. Она была изучена Дауденом, Маккензи и Трепнеллом [79], которые указали, что нельзя согласиться с прежними предварительными выводами об rt-характере проводимости (например, в окиси цинка или в восстановленной окиси хрома) как об основном факторе, объясняющем высокую активность в реакциях с участием водорода [80]. Вместо этого, согласно интерпретации названных авторов, их результаты указывают на пример такого изменения свойств в ряду ионов переходных металлов, которое отличается наличием двух максимумов, причем низкая активность окиси железа характеризует устойчивость а -конфигурации. Имеются сомнения в надежности некоторых из их экспериментальных [c.345]

    Каталитические свойства определялись по отношению к окислению СО. Двухвалентные ионы, даже при содержании в несколько атомных процентов, а у магния до десятков процентов, практически не изменяют Екат и незначительно изменяют ко. Напротив, литий и натрий уже в десятых долях процента вызывают резкий рост Я при одновременном росте ко, как это показано на рис. 3. Индий и железо вызывают падение Е и В исследованной области температур это означает сохранение почти неизменной каталитической активности при введении двухвалентных ионов, почти не изменяющих и электропроводность рост активности под влиянием Ме +, уменьшающих электропроводность, н падение активности при введении Ме+, увеличивающих электропроводность. [c.8]

    Проведенное нами ранее [1] изучение электропроводности ацетатов железа в концентрированных растворах уксусной кислоты (от 80,48 до 98,7 вес. % СНзСООН) позволило рассчитать константы диссоциации этих солей в растворителе, который можно рассматривать как СН3СООН с переменным содержанием воды. Величины констант диссоциации РеАсз и РеАса представлены в таблице. Зависимость р реАс от 1/0 (й — экспериментальная константа диссоциации, полученная путем экстраполяции переменной концентрационной константы диссоциации соли на область бесконечно разбавленных растворов, в которых, по условию нормировки, коэффициенты активности ионов и молекул равны 1 при 25° С О — диэлектрическая проницаемость растворителя) имеет линейный характер (рис. 1). Величины О рассчитаны из литературных данных [2]. [c.244]

    Путем химического обессоливания конденсата и глубокой очистки от продуктов коррозии (гидроксидов железа, меди и других металлов) получается вода высокой чистоты, которая требуется для производства особо чистых видов реактивов и другой продукции химических заводов. Очистка конденсата (и дистиллята) осуществляется методом обезжелезивания, который заключается в фильтровании воды через фильтры тонкой очистки от продуктов коррозии (механическая очистка) и рильтры смешанного действия (химическая очистка). Вода высокой чистоты характеризуется полным отсутствием посторонних ионов ее электропроводность не превышает 0,2 мкСм,/см. [c.81]

    Большое количество диссоциированных солей в морской воде придает ей высокую электропроводность и значительную коррозионную агрессивность. Наибольшую агрессивность проявляет хлор-ион, разрушающий защитные пленки на погруженных в морскую воду металлах. Влияние концентрации МаС1 на скорость коррозии железа, погруженного в аэрированную воду, представлено на рис. П1-16. Вначале скорость коррозии увеличивается пропорционально росту содержания МаС1, но в дальнейшем уменьшается. Максимальная скорость коррозии соответствует 3% [c.93]

    Наилучшим методом автоматизации управления является регулирование процессов по прямому анализу реакционных масс. Для осуществления этого метода необходимо найти такой физический цараметр, который бы однозначно характеризовал качество или состав реакционной массы. В предыдущих и данной монографиях приведено много таких параме7ро.в температура кипения реакционной массы однозначно характеризует ее состав в производстве хлорбензола , степень окраски погона анилина показывает содержание в нем нитробензола (стр. 186), магнитная проницаемость суспензии шлама определяет степень превращения железа (стр. 184), pH реакционной массы и ее электропроводность характеризуют концентрацию в ней ионов Н , ОН , катионов различных солей и анионов кислот, по тепловому эффекту при определенной обработке (стр. 112) определяют содержание НЫОз в Нг504 и т. д. [c.307]

    Вагнер допустил, что удельная электропроводность пропорциональна числу ионов Ре +. Тогда можно ожидать, что электропроводность будет возрастать прямонронорциональпо давлению кислорода в степени V6 Вагнер и Кох [122] экспериментально показали, что удельная электропроводность вюстита в интервале температур 800— 1000° С примерно пропорциональна давлению кислорода в степени Знак наблюдаемой зависимости показывает, что Ре1 д.О является соединением с дефицитом ионов железа. Отсутствие полного совпадения между рассчитанной и наблюдаемой зависимостями электропроводности от давления может быть результатом неполного равновесия между окружающей атмосферой и основной массой твердого образца или результатом изменений энергии активации с изменением концентрации дефектов, как было отмечено для окисных систем переходных металлов и предсказано для лития [49]. [c.271]

    Практически все ферриты при высоких температурах ( 1300° С и выше) имеют значительную склонность к диссоциации, для устранения которой необходимо повышать давление кислорода [42]. С этим явлением необходимо считаться при определении окончательной температуры обжига. Кроме того, с давлением кислорода связано в. известной мере валентное состояние ионов железа. Согласно диаграмме состояния (см. рис. П1.1, стр. 75), FegOg переходит в FegOi при 1400° С, однако возможно появление ионов Fe + и при более низкой температуре, если давление кислорода каким-либо образом снизится. Присутствие Fe в ферритах снижает электропроводность изделий и увеличивает магнитные потери, что нежелательно. [c.184]

    Возможность свободного перемещения валентных электронов в металле обусловливает его высокую электропроводность. Кроме того, энергия связи в щелочных металлах, таких, как натрий, значительно меньше, чем в ионных кристаллах, например ЫаС1, частично из-за большего межатомного расстояния, и такие металлы легко деформируются. В то же время переходные металлы, в частности железо и вольфрам, имеют более высокие температуры плавления и обладают очень высокой прочностью в этих металлах частично заполненные внутренние электронные оболочки также дают существенный вклад -в образование связи. [c.15]

    Наличие анодных и катодных участков в однородном на вид куске железа может быть показано с помощью так называемого ферроктльного индикатора [18]. Он состоит из смеси 100 мл 0,1 н. раствора хлористого натрия, 3 мл 1-процентного раствора железосинеродистого калия КдРе (СЫ)в и 0,5 жл 1-процентного спиртового раствора фенолфталеина, к которой добавлен агар-агар в количестве, достаточном для застудневания на холоду. Теплый раствор индикатора выливают на кусок железа, дают ему застыть и оставляют на несколько часов, после чего становится заметным, что в некоторых областях индикатор окрашен в синий цвет, тогда как в других — в розовый. На анодных, т. е. более электроотрицательных, участках железа металл переходит в раствор, образуя двухвалентные ионы, в результате реакции которых с железосинеродистым калием появляется синее окрашивание. На катодных участках при электрохимическом восстановлении железа железосинеродистого калия, которое восстанавливается до К4ре(СМ)е, расходуются ионы водорода, раствор поэтому становится щелочным и в присутствии фенолфталеина окрашивается в розовый цвет. Роль хлористого натрия в ферроксильном индикаторе заключается в том, что он, во-первых, увеличивает электропроводность раствора и, во-вторых, препятствует пассивации железа. Подобный индикатор, содержащий ализариновый краситель, был предложен для определения анодных и катодных участков на алюминии при применении этого индикатора на анодных участках наблюдается красное окрашивание, а на катодных — фиолетовое [19] .  [c.665]

    Для последующего электролиза наиболее вредными примесями в растворах после выщелачивания являются хлор и железо, а также соединения алюминия и мышьяка, азотная кислота. Хлор-ионы способствуют сильному разрушению анодов из свинца и его сплавов. Ионы железа окисляются на аноде при высокоположительном его потенциале окисленные ионы взаимодействуют с металлической медью на катоде и переводят ее в раствор, сами при этом восстанавливаясь, и т. д. Выход меди по току падает. Сульфат алюминия накапливается и снижает электропроводность электролита. Мышьяк вреден для катодного процесса, см. 41. Йоны азотной кислоты в электролите приводят к быстрому разрушению свинцовых анодов. [c.253]

    Магнетитовые аноды. Магнетит FeaOi — смешанный оксид железа со структурой обратной шпинели Fe +[Fe Fe +]04. Электропроводность таких структур обусловлена переносом электронов между разновалентными ионами, находящимися в одном кристаллографическом положении. Перераспределение ионов железа между тетраэдрическими и октаэдрическими нустотами приводит к превращению магнетита в смесь простых оксидов FeO и РегОз. Этим объясняются легкая взаймо-превращаемость оксидов и их нестехиометрический состав. [c.20]

---

Электропроводимость (электрическая проводимость) и электрическое сопротивление для железа, сталей и суперсплавов.

Материал	Проводимость		Сопротивление
	(% IACS)	(Сименс/м)	(Ом*м)
Железо и чугун
Железо чистое	18.00	1.044*107	9.579*10-8
В слитке Iron Ingot (непр.назв.ignot) (99.9% Fe)	15.60	9.048*106	1.105*10-7
Низкоуглеродистый белый чугун	3.25		5.300*10-7
Мартенситное хромо-никелевое (стое) железо /martensitic nickel-chromium iron	2.16		8.000*10-7
Высококремнистый чугун / high-silicon iron	3.45		5.000*10-7
Железо-никелевые сплавы/ h igh-nickel iron	1.0-1.2		1.4*10-6—1.7*10-6
Хромо-никелевое кремнистое железо / nickel-chromium-silicon iron	1.0-1.2		1.5*10-6—1.7*10-6
Алюминиево-железные сплавы/ high-aluminum iron	0.72		2.400*10-6
Кремнистый чугун/ medium-silicoon ductile iron	2.0-3.0		5.8*10-7—8.7*10-7
Ниель-железные сплавы / high-nickel ductile (20% Ni)	1.69		1.020*10-6
Углеродистые и низколегированные стали. AISI
1008 (Отожженная)	11.81		1.460*10-7
1010	12.06		1.430*10-7
1015 (Отожженная)	10.84		1.590*10-7
1016 (Отожженная)	10.78		1.600*10-7
1018 (Отожженная)	10.84		1.590*10-7
1020	10.84		1.590*10-7
1022 (Отожженная)	10.84		1.590*10-7
1025 (Отожженная)	10.84		1.590*10-7
1029 (Отожженная)	10.78		1.600*10-7
1030 (Отожженная)	10.39		1.660*10-7
1035 (Отожженная)	10.58		1.630*10-7
1040 (Отожженная)	10.78		1.600*10-7
1042 (Отожженная)	10.08		1.710*10-7
1043 (Отожженная)	10.58		1.630*10-7
1045 (Отожженная)	10.64		1.620*10-7
1046	10.58		1.630*10-7
1050 (Отожженная)	10.58		1.630*10-7
1055	10.58		1.630*10-7
1060	9.58		1.800*10-7
1065	10.58		1.630*10-7
1070	10.26		1.680*10-7
1078 (Отожженная)	9.58		1.800*10-7
1080	9.58		1.800*10-7
1095	9.58		1.800*10-7
1137	10.14		1.700*10-7
1141	10.14		1.700*10-7
1151	10.14		1.700*10-7
1524	8.29		2.080*10-7
1524 (Отожженная)	10.78		1.600*10-7
1552	10.58		1.630*10-7
4130 (Закаленная и отпущенная)	7.73		2.230*10-7
4140 (Закаленная и отпущенная)	7.84		2.200*10-7
4626 (Нормализованная и отпущенная)	8.62		2.000*10-7
4815	6.63		2.600*10-7
5132	8.21		2.100*10-7
5140 (Закаленная и отпущенная)	7.56		2.280*10-7
Холоднодеформированные нержавеющие стали отожженные AISI
201	2.50		6.900*10-7
202	2.50		6.900*10-7
301	2.39		7.200*10-7
302	2.39		7.200*10-7
302B	2.39		7.200*10-7
303	2.39		7.200*10-7
304	2.39		7.200*10-7
302Cu	2.39		7.200*10-7
304N	2.39		7.200*10-7
304	2.50	1.450*106	6.897*10-7
304	2.50	1.450*106	6.897*10-7
305	2.39		7.200*10-7
308	2.39		7.200*10-7
309	2.21		7.800*10-7
310	2.21		7.800*10-7
314	2.24		7.700*10-7
316	2.33		7.400*10-7
316N	2.33		7.400*10-7
316	2.30	1.334*106	7.496*10-7
317	2.33		7.400*10-7
317L	2.18		7.900*10-7
321	2.39		7.200*10-7
329	2.30		7.500*10-7
330	1.69		1.020*10-6
347	2.36		7.300*10-7
347	2.40	1.392*106	7.184*10-7
384	2.18		7.900*10-7
405	2.87		6.000*10-7
410	3.02		5.700*10-7
414	2.46		7.000*10-7
416	3.02		5.700*10-7
420	3.13		5.500*10-7
429	2.92		5.900*10-7
430	2.87		6.000*10-7
430F	2.87		6.000*10-7
431	2.39		7.200*10-7
434	2.87		6.000*10-7
436	2.87		6.000*10-7
439	2.74		6.300*10-7
440A	2.87		6.000*10-7
440C	2.87		6.000*10-7
444	2.78		6.200*10-7
446	2.57		6.700*10-7
PH 13-8 Mo	1.69		1.020*10-6
15-5 PH	2.24		7.700*10-7
17-4 PH	2.16		8.000*10-7
17-7 PH	2.08		8.300*10-7
Холоднодеформированные и спеченные суперсплавы (супераллои, супералои)
Elgiloy	1.73		9.950*10-7
Hastelloy Хастеллой «A»	1.40	8.120*105	1.232*10-6
Hastelloy Хастеллой»B» и «C»	1.30	7.540*105	1.326*10-6
Hastelloy Хастеллой»D»	1.50	8.700*105	1.149*10-6
Hastelloy Хастеллой»X»	1.50	8.700*105	1.149*10-6
Haynes 150	2.13		8.100*10-7
Haynes 188	1.87		9.220*10-7
Haynes 230	1.38		1.250*10-6
Incoloy 800 Инкаллой	1.74		9.890*10-7
Incoloy 825	1.53		1.130*10-6
Incoloy 903	2.83		6.100*10-7
Incoloy 907	2.47		6.970*10-7
Incoloy 909	2.37		7.280*10-7
Inconel 600 Инконель	1.70	9.860*105	1.014*10-6
Inconel 600	1.67		1.030*10-6
Inconel 601	1.45		1.190*10-6
Inconel 617	1.41		1.220*10-6
Inconel 625	1.34		1.290*10-6
Inconel 690	11.65		1.480*10-7
Inconel 718	1.38		1.250*10-6
Inconel X750	1.41		1.220*10-6
L-605	1.94		8.900*10-7
M-252	1.58		1.090*10-6
MP35N	1.71		1.010*10-6
Nimonic? 263	1.50		1.150*10-6
Nimonic 105	1.32		1.310*10-6
Nimonic 115	1.24		1.390*10-6
Nimonic 75	1.39		1.240*10-6
Nimonic 80A	1.36		1.270*10-6
Nimonic 90	1.46		1.180*10-6
Nimonic PE.16	1.57		1.100*10-6
Nimonic PK.33	1.37		1.260*10-6
Rene 41	1.32		1.308*10-6
Stellite 6B Стеллит, стелит	1.89		9.100*10-7
Udimet 500	1.43		1.203*10-6
Waspaloy	1.39		1.240*10-6

Электропроводность воды что это такое

В отдельных отраслях применяются исключительно жесткие требования к качеству водоподготовки. В частности, в микроэлектронике и фармацевтике одним из важнейших показателей является электропроводность воды. Способность специально подготовленной жидкости проводить ток и величина удельного сопротивления сказывается на эффективности некоторых технологических процессов.

Физическое свойство вода — проводимость регламентируются для таких отраслей требованиями действующих нормативных документов. В статье рассматриваются основные факторы определяющие уровень ее сопротивления, единицы, методы и приборы для измерений. Читателю предлагается обзор наиболее эффективных способов снижения означенных показателей с использованием профессионального оборудования.

Что такое электропроводность воды

Самая распространенная жидкость на Земле обладает способностью проводить постоянный или переменный ток.

Электропроводности воды — это количественная характеристика этого ее свойства, которое определяется наличием заряженных частиц — положительных и отрицательных ионов. К последним относятся химические элементы, входящие в состав следующих органических и неорганических соединений:

• Щелочи.
• Соли щелочноземельных и других металлов, прежде всего хлориды и сульфиды (сульфаты).
• Карбонаты.

Этот показатель тем выше, чем больше в жидкости находится положительно заряженных ионов — катионов и отрицательных — ионов. Т.е. электропроводность напрямую связана с солесодержанием воды. Удельная электропроводность воды находится в обратной зависимости с сопротивлением воды и определяется для объема жидкости, который находится в промежутке между двумя электронами площадью в 1 см2. Последние при этом располагаются на расстоянии в 1 см друг от друга.

Нормы электропроводимости природной воды

В Российской федерации требования к параметрам качества водоподготовки регламентируются государственными стандартами и другими документами. Удельные показатели электрической проводимости воды различного назначения устанавливаются следующими нормативно-правовыми актами в зависимости от степени чистоты:

1. ГОСТ 52501-2005. Для проведения лабораторных анализов — не более 0,1 и 1,0 мкСм/см для первой и второй степени соответственно.
2. ГОСТ 6709-97. Для дистиллированной воды — менее 5*10-4 См/см.
3. ФС 2.2.20020.15. Вода очищенная фармацевтического назначения — не выше 4,3 мкСм/см.
4. ФС 2.2.0019.15. Вода для приготовления лекарственных растворов и проведения инъекций.

Жесткие технологические нормы электропроводности для воды установлены на предприятиях, выпускающих компоненты для микроэлектроники. Качество жидкости используемых в производственных процессах контролируется специализированными лабораториями и использованием сложных приборов по утвержденным методикам.

Показатели электропроводности: основные факторы

В природных водоемах содержится множество растворимых примесей неорганического происхождения. Они и определяют основные физические свойства вода, и в том числе электропроводность. Величина последней находится в прямой зависимости от ряда факторов:

1. Концентрации заряженных частиц.
2. Состава и природы ионов.
3. Температуры жидкости.

Наибольшее влияние на электропроводность воды оказывают соли жесткости, точнее катионы натрия (Na⁺), калия (K⁺) и кальция (Ca²⁺), также анионы хлора (Cl^—) и кислотных групп (SO₄^2- и HCO₃^—). Наличие в жидкости ионов двух- и трехвалентного железа (Fe²⁺, Fe³⁺), а также марганца (Mn²⁺) и алюминия (Al³⁺) в незначительных концентрациях практически не сказывается на удельном сопротивлении.

При повышении температуры электропроводность воды существенной возрастает по причине роста скорости ионов, снижения их сольватированности и уменьшения показателей вязкости. При этом рост проводимости, связанный с увеличением концентрации катионов и анионов, наблюдается только до определенного предела. Достигнув максимума, она начинается уменьшаться, что обусловлено усилением взаимодействия заряженных частиц между собой и снижением степени диссоциации.

Определение показателей электропроводности воды

Уровень сопротивления жидкости электрическому току измеряется при помощи специальных приборов. Для количественного определения уровня электропроводности воды используются единицы измерения, установленные международной системой СИ. Применение унифицированных методов и стандартов в этой сфере упрощает лабораторные исследования и понимание получаемых результатов.

Единицы измерения

В нашей стране для измерения проводимости воды используются специальная единица — См/м (Сименс на метр). Она соотносится с удельным сопротивлением как 1 См/м= 1/1 Ом/м. При этом описываемый показатель для природной воды составляет:

• Для пресных рек: от 50 до 1500*10^-6См/м.
• Для дистиллированной воды: от 0,5 до 5*10^-6См/м.
• Для ультрачистой деионизированной: от 0,1 до 0,2*10^-6См/м.

Для удобства в качестве единицы электропроводности воды используют производную, которая составляет одну десятитысячную от основной и записывается как мкСм/см.

Удельное сопротивление жидкости определяется в значительной мере уровнем минерализации. В США для измерения проводимости воды вместо мкСм/см используют величину TDS, указывающую на содержание растворимых солей. Этот показатель рассчитывается в частях на миллион и записывается как ppm. Для перевода этой единицы в международную используется корректирующий коэффициент.

Методы измерений и используемые приборы

В нашей стране удельная проводимость и водородный показатель жидкости определяются электрометрическим способом. Для того чтобы точно рассчитать электропроводность воды специалисты пользуются методикой, установленной РД 52.24.495-2005. Действие этого документа распространятся на поверхностные источники водоснабжения и стоки.

Для измерения электропроводности воды применяется откалиброванный кондуктометр с электродами из нержавеющей стали. Для калибровки прибора используется стандартный раствор с показателем не менее 1500 мкСм/см, при этом отклонение от номинала не должно превышать 2%.

В ходе измерений удельной электропроводности воды фиксируется ее температура, а искомая величина определяется при помощи специальных таблиц. В случае если используются приборы с температурной компенсацией, то на экране сразу же появляется истинное значение, что существенно упрощает процесс.

Снижение электропроводимости воды: профессиональные методы

Современные системы водоподготовки обеспечивают требуемые показатели качества. Для того чтобы уменьшить электропроводность воды в таких установках используются следующие методы очистки:

• обратный осмос;
• электродеионизация;
• ионный обмен.

Перечисленные технологии различаются по уровню эффективности и технико-экономическим параметрам. Выбор того или иного метода осуществляется с учетом показателей проводимости воды, необходимых заказчику. Рассмотрим подробнее возможности и особенности каждого из представленных способов.

Обратный осмос

Суть метода состоит в использовании полупроницаемых мембран для получения пермеата высокой очистки. В процессе обратного осмоса проводимость воды существенно уменьшается по причине ее глубокой деминерализации. Современные промышленные установки обратного осмоса отделяют до 99,9% всех примесей, в том числе и солей жесткости. Такие системы отличаются производительностью до 1000 л/ч.

Показатели электропроводности осмотической воды в зависимости от модели используемой установки колеблется в пределах от 0,1 до 5 мкСм/см. Пермеат без дополнительной обработки относиться к первой степени очистки, и может использоваться в медицине, фармацевтике и других высокотехнологичных отраслях промышленного производства. Обратноосмотические установки в настоящее время являются основными источниками очищенной воды.

Электродеионизация

В настоящее время разрабатываются и внедряются технологии глубокой очистки жидкостей от солей. Необходимые физические свойства воды, в том числе электропроводность на уровне 0,055 мкСм/см, обеспечивает метод электродеионизации. Водоподготовка с его использованием проводится в три этапа:

1. Электродиализ. Удаление катионов и анионов из воды осуществляется при помощи конселективных мембран, которые располагаются перед электродами. К ним прикладывается постоянное напряжение, обеспечивающее движение заряженных частиц.
2. Ионный обмен. Для ускорения процесса в камеру закладывается состав из специальных высокомолекулярных смол, состоящих из катионитов и анионитов. Полимеры имеют пористую структуру и поглощают заряженные частицы и замещают их.
3. Регенерация. Под действием постоянного тока происходит диссоциация молекул воды, и образующиеся при этом ионы обеспечивает восстановление обменных свойств заполнителя.

Очищенная и деионизированная вода обладает крайне низкой проводимостью, что позволяет ее использовать в качестве растворителей для лекарственных препаратов. Промышленные установки электродеионизации имеют высокую производительность и могут использоваться на предприятиях теплоэнергетики.

Ионный обмен

Данная технология обеспечивает эффективное удаление заряженных частиц из жидкости при сравнительно небольших затратах. Значительное снижение ионной проводимости воды достигается за счет использования специальных веществ: ионитов или катионитов. Они выпускаются в виде заполнителей для ионообменных систем — фильтров смешанного действия.

Иониты производятся на основе сетчатых полимеров, которые имеют микропористую или сетчатую структуру. Материал имеет ковалентную связь с ионогенными группами, которые в процессе диссоциации образуют пару из свободного и фиксированного иона с противоположным зарядом. Последний закреплен на полимере.

В результате ионообменного процесса заметно снижается электропроводность воды и уровень ее минерализации. Заряженные частицы из жидкости диффундируют вначале к поверхности, а затем и внутрь сорбента. Со временем способность засыпки поглощать ионы из жидкости снижается и для ее восстановления проводится регенерация с использованием рабочих растворов.

Удельная электрическая проводимость в воде

Компания Diasel Engineering предлагает эффективные технические решения по уменьшению удельной электрической проводимости воды. Предприятие осуществляет поставки оборудования систем обратного осмоса, электродеионизации и ионного обмена. Наши специалисты выполняют монтаж установок водоподготовки, необходимые пусконаладочные работы и обеспечивают их техническое обслуживание.

Снижение электропроводности воды до требуемых показателей — задача исключительно сложная и для ее решения необходимо привлечение профессионалов. ООО «НПК «Диасел» приглашает к сотрудничеству предприятия, нуждающиеся в установках глубокой очистки. Комплексное решение проблем водоподготовки — наша основная специализация.

Повышенная прочность и электропроводность винтовых клемм Провенто

Универсальные и заземляющие клеммы Провенто оснащены удобным и надёжным креплением к DIN-рейке различных видов, что важно для скорости монтажа и безопасности эксплуатации. Производитель Провенто провёл тест прочности клемм самых маленьких типоразмеров.

Обычно при тестировании производители используют нагрузку в 1Н, или около 100 грамм, но в ходе тестирования нагрузка была многократно увеличена и составила 5 кг. Клемма TB 2,5 на DIN-рейке 35 мм. производства Провенто выдержала груз в 5 кг. при вращении в различных направлениях. Обычно для фиксации клеммы используются боковые упоры, но этого при тесте делать не стали. Была также протестирована заземляющая клемма TB 2,5 E. Зажим этой клеммы сделан из металла и крепится винтом, что намного надежнее и обеспечивает электрический контакт рейки и проводника.

Некоторые производители оснащают клеммы контактными частями из сплавов на основе железа в целях удешевления, что ведёт к снижению качества и безопасности эксплуатации, поскольку сталь и другие сплавы на основе железа проводят электричество намного хуже медных сплавов. Кроме того, они плохо обеспечивают контакт и больше подвержены коррозии, что может привести к выходу электрооборудования из строя. Поэтому компания Провенто решила также провести тест материалов токоведущих частей клемм Провенто серии TB различного сечения и сравнить их с винтовыми клеммами другого известного бренда.

В тесте с использованием обычного магнита клеммы этого производителя магнитятся, поскольку содержат железо, в то время как универсальные клеммы Провенто различного сечения и типов не магнитятся. Таким образом, все токоведущие части клемм Провенто не содержат железа.

Контакты клемм Провенто защищены от окисления цинк-никелевым покрытием. Перемычка в клеммах сделана из сплава с высоким содержанием меди (более 95%), одного из лучших по электропроводности материалов. По бокам перемычки расположены зажимы с винтами, сделанные из латуни, сплава с содержанием более 60% меди, также обеспечивающий высокую электропроводность при сохранении высокой прочности, поэтому из него в клеммах Провенто изготовлены силовые элементы зажимов, корпуса и винты. Всё это относится к клеммам сечением от 2,5 до 10 кв. мм.

Клеммы сечением от 16 кв. мм. отличаются конструктивом. Из-за больших размеров и усилий там все детали сделаны из латуни. Что касается заземляющих клемм, то в них магнитится только силовая часть зажима, притягивающая клемму к DIN-рейке, в то время как часть зажима, обеспечивающая контакт с рейкой и сами контакты не магнитятся. Они также сделаны из латуни.

Все клеммы из серии TB изготовлены из качественных медных сплавов, обеспечивающих отличный контакт, малый удельное сопротивление и способность работать при перегрузках по току.

Челябинские волонтеры-экологи проверили качество воды в реке Миасс

Мониторинг качества воды в реке Миасс провело Челябинское волонтерское экодвижение «Время Че». Активисты-экологи и помогавшие им в исследовании студенты ЧелГУ провели забор воды в шести точках по течению реки: на городском пляже, набережной недалеко от челябинского цирка, в районе поселка Першино в Металлургическом районе, на выезде из Челябинска по Свердловскому тракту и в поселке Каштак – здесь было взято две пробы (из реки Миасс и впадающей в нее реки Каштак). Была взята также проба воды из городского водопровода.

Экологи проанализировали солесодержание, Ph, электропроводность, жесткость, общую щелочность, окисляемость и общее содержание железа.

Эксперты выявили высокую электропроводность воды в Каштаке. По мнению экологов, для получения максимально объективных данных о качестве воды необходимо провести анализ на наличие голубых водорослей, поскольку именно наличие этой флоры делает воду непригодной для использования и опасной для здоровья человека.

«В России нет четко фиксированных нормативов по электропроводности, но она является одним из показателей чистоты воды. Так, показатели в бутилированной воде – 202, а по итогам забора, проведенного «Время Че», в Каштаке этот показатель составил 931. То есть эта вода более чем в четыре раза хуже, чем вода, которую продают в бутылках. Самый красноречивый показатель – даже водопроводная вода в два раза хуже, чем бутилированная. Норма показателей окисляемости составляет 5мгО/дм3, согласно проведенному анализу только водопроводная вода проходит по нормативу, да и то ее показатели на грани», — рассказывает доцент кафедры геоэкологии и природопользования ЧелГУ Екатерина Пестрякова.

Серьезные отклонения в качестве воды были обнаружены в Шершневском водохранилище. «Наше исследование показало, что качество воды удручающее, основные показатели не соответствуют нормам. И это при том, что мы еще не проводили биологический анализ воды», — отметил председатель эко-движения «Время Че» Феликс Панов.

По итогам глобального исследования качества воды в Челябинске экологи подготовят интерактивную карту.

Фото: vk.com/vremya_chel

Больше новостей некоммерческого сектора в телеграм-канале АСИ. Подписывайтесь.

Эмульсия — Что такое Эмульсия?

Нефтяные эмульсии — это механическая смесь нефти и пластовой воды, нерастворимых друг в друге и находящихся в мелкодисперсном состоянии.

Эмульсия — дисперсная система, состоящая из микроскопических капель жидкости (дисперсной фазы), распределенных в другой жидкости (дисперсионной среде).
Эмульсии могут быть образованы 2^мя любыми несмешивающимися жидкостями.
В большинстве случаев одной из фаз эмульсий является вода, а другой — вещество, состоящее из слабополярных молекул (например, нефть или газ).
2 фазы нефтяных эмульсий:

• внутренняя — дисперсной фазой, и она разобщена;
• внешняя — дисперсионной средой (постоянная фаза), представляющей собой сплошную неразрывную фазу.

Жидкость, образующая взвешенные капли, — это дисперсная фаза, а та, в которой взвешены капли, — постоянной фазой (дисперсионной средой).
Эмульгированию нефти способствует:

• наличие нафтеновых кислот или сернистые соединений в смолистой нефти;
• интенсивное перемешивание ее с водой при добыче.

2 типа эмульсий:

• нефть в воде — гидрофильная эмульсия, когда нефтяные капли образуют дисперсную фазу внутри водной среды. Содержание нефти: менее 1 %. 
• вода в нефти — гидрофобная эмульсия, когда капли воды образуют дисперсную фазу в нефтяной среде. Содержание воды: 0,1 — 90 % и более. 

Тип эмульсии зависит от соотношения объемов нефти и воды: дисперсионной средой стремится стать жидкость, объем которой больше.
Определение типа эмульсии путем определения свойств ее дисперсионной среды:

• в эмульсии нефть/вода дисперсионной средой является вода, и поэтому такая эмульсия смешивается с водой в любых соотношениях и обладают высокой электропроводностью,
• в эмульсии вода /нефть дисперсионной средой является нефть, и эмульсия смешиваются только с углеводородной жидкостью и не обладают достаточной электропроводностью. 

В настоящее время эмульсионные составы применяются в различных процессах добычи нефти и газа:

• в процессах первичного и вторичного вскрытия продуктивных пластов, 
• при глушении скважин, 
• при обработках призабойной зоны пласта,
• процессах повышения нефтеотдачи. 

В каждом случае используются определенные типы эмульсий и специально подобранные с учетом необходимых физико-химических свойств эмульсионные составы.

Основные физико-химические свойства нефтяных эмульсий.

Дисперсность эмульсии — это степень раздробленности дисперсной фазы в дисперсионной среде.
Дисперсность — основная характеристика эмульсии, определяющей их свойства.
Размеры капелек дисперсной фазы в нефтяных эмульсиях  0,1 — 100 мкм.

Вязкость эмульсии — зависит от

— вязкости самой нефти,
— температуры, при которой получается эмульсия,
— количества воды, содержащейся в нефти,
— степени дисперсности,
— присутствия механических примесей (особенно сульфида железа FeS),
— рН воды.

Вязкость нефтяных эмульсий не обладает аддитивным свойством, т. е. вязкость эмульсии не равна сумме вязкости нефти и воды.
При содержании воды в нефти свыше 20 % вязкость эмульсии резко возрастает.
Максимума вязкость достигает при критической концентрации воды, характерной для данного месторождения. При дальнейшем росте концентрации воды вязкость эмульсии резко уменьшается.

Эмульсия типа нефть /вода транспортируется при меньших энергетических затратах, чем эмульсия типа вода/нефть.

Электрические свойства эмульсий.
Нефть и вода в чистом виде — хорошие диэлектрики.
Электропроводимость нефти (удельная) 2∙10⁻¹⁰ — 0,3∙10⁻¹⁸ Ом⁻¹∙см⁻¹, а воды 10⁻⁷ — 10⁻⁸ Ом⁻¹∙см⁻¹.
Наличие в воде растворенных солей или кислот увеличивает электропроводимость в 10^ки раз.
В нефтяных эмульсиях, помещенных в электрическом поле, капли воды располагаются вдоль его силовых линий, что приводит к резкому увеличению электропроводимости этих эмульсий. поскольку капли воды имеют в 40 раз большую диэлектрическую проницаемость, чем нефти.
Этот метод используется для разрушения нефтяных эмульсий.

Устойчивость нефтяных эмульсий и их старение (стабильность) — способность в течение определенного времени не разрушаться и не разделяться на нефть и воду.
В процессе перемешивания нефти с пластовой водой, вода дробится на мелкие капельки (глобулы), на поверхности которых адсорбируются частицы эмульгатора и образуют пленку, препятствующую слиянию глобул.
Устойчивость нефтяных эмульсий зависит:

•  дисперсность системы, 
• физико-химические свойства эмульгаторов, образующих на поверхности раздела фаз адсорбционные защитные оболочки; 
• наличие на глобулах дисперсной фазы двойного электрического заряда; 
• температура смешивающихся жидкостей; 
• величина рН эмульгированной пластовой воды.

Урок 32. электрический ток в металлах — Физика — 10 класс

Физика, 10 класс

Урок 32. Электрический ток в металлах

Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке:

1) прохождение тока в металлах;

2) зависимость сопротивления металлов от температуры;

3) явление сверхпроводимости.

Глоссарий по теме

Свободные электроны – это электроны, не связанные с определенными атомами.

Сверхпроводимость – физическое явление, заключающееся в скачкообразном падении до нуля сопротивления вещества.

Температурный коэффициент сопротивления — величина, равная относительному изменению электрического сопротивления участка электрической цепи или удельного сопротивления вещества при изменении температуры на 1 К.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Обязательная литература:

Мякишев Г. Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика.10 класс. Учебник для общеобразовательных организаций М.: Просвещение, 2017. – С. 216-224.

Рымкевич А.П. Сборник задач по физике. 10-11 класс. — М.: Дрофа, 2009.- С.81-89.

М.М. Балашов О природе М., Просвещение, 1991г.

Е.А. Марон, А.Е. Марон Сборник качественных задач по физике. М., Просвещение, 2006

Я.И. Перельман Занимательная физика. М.: “Наука”, 1991.

Основное содержание урока

Все тела по проводимости электрического тока делятся на проводники, полупроводники и диэлектрики. Для того чтобы электрическую энергию доставить от источника тока потребителю составляют электрические цепи. В большинстве случаев в электрической цепи используются металлические провода. По физической природе зарядов – носителей электрического тока, электропроводность подразделяют на:

А) электронную,

Б) ионную,

В) смешанную.

Какие заряженные частицы движутся в металлах при наличии тока?

После открытия в 1897 году английским ученым Дж. Дж. Томсоном электрона стали разрабатываться теории, объясняющие электропроводность металлов. Автором первой теории был Пауль Друде – немецкий физик. Эта теория нуждалась в опытном обосновании. В 1901 г. немецкий физик Э. Рикке поставил опыт по исследованию прохождения тока в металлах.

Результаты опыта свидетельствовали о том, что в переносе заряда в металлах ионы не участвуют. Впоследствии вопросом проводимости металлов заинтересовались и другие учёные. В 1913 году российские учёные Л. И. Мандельштам и Н. Д. Папалекси провели опыты по исследованию проводимости металлов. Суть опытов сводилась к тому, что катушка, на которую наматывали металлическую проволоку приводили во вращательное движение и резко тормозили. При торможении электроны продолжали двигаться по инерции и гальванометр, соединенный с катушкой фиксировал появление тока. По направлению отклонения стрелки гальванометра было установлено, что ток создается движением отрицательно заряженных частиц. На основании измерения отношения заряда частиц к их массе выяснилось, что ток создается движением свободных электронов. Аналогичный опыт был поставлен в 1916 году американскими учеными Т. Стюартом и Р. Толменом. Результаты опытов говорили, что ток в металлах создается движением электронов.

После анализа имеющихся данных о прохождении тока в металлах разными учеными была разработана современная классическая теория проводимости тока металлами. Основные положения электронной теории проводимости металлов.

1. Металл можно описать следующей моделью: кристаллическая решетка ионов погружена в идеальный электронный газ, состоящий из свободных электронов. У большинства металлов каждый атом ионизирован, поэтому концентрация свободных электронов приблизительно равна концентрации атомов 1023- 1029м-3 и почти не зависит от температуры.

2.Свободные электроны в металлах находятся в непрерывном хаотическом движении.

3. Электрический ток в металле образуется только за счет упорядоченного движения свободных электронов.

Опираясь на данную теорию удалось объяснить основные законы электрического тока в металлах. Исходя из электронной теории можно найти связь между силой тока в металлах и скоростью движения электронов.

Сила тока равна произведению заряда электрона, их концентрации, площади сечения проводника и средней скорости движения электронов:

Отсюда . По этой формуле можно найти среднюю скорость движения электронов.

Если в эту формулу подставлять числовые данные силы тока, концентрации и площади сечения для разных металлов, то мы увидим, что средняя скорость движения электронов составляет всего лишь какие-то доли миллиметра в секунду. Когда говорят о скорости распространения тока имеют в виду скорость распространения электрического поля в проводнике, которое равно скорости света.

На силу тока в проводнике влияет и сопротивление проводника. Опыт показывает, что сопротивление металлов зависит от температуры. Увеличение сопротивления можно объяснить тем, при повышении температуры увеличивается скорость и амплитуда хаотического движения ионов кристаллической решетки металла и свободных электронов. Это приводит к более частым их соударениям, что затрудняет направленное движение электронов, то есть увеличивает электрическое сопротивление.

зависимость сопротивления металлов от температуры выражается формулой:

При нагревании размеры проводника практически не меняются, в основном меняется удельное сопротивление. Учет зависимости сопротивления от температуры используется в термометрах сопротивления.

Формула зависимости удельного сопротивления металлического проводника от температуры имеет вид:

где ρ0 — удельное сопротивление при 0 градусов,

t — температура,

α — температурный коэффициент сопротивления.

Графиком зависимости ⍴(t) является прямая.

Хотя коэффициент α довольно мал, учет зависимости сопротивления от температуры при расчете нагревательных приборов совершенно необходим.

При понижении температуры сопротивление металлов должно уменьшаться. В 1911 году датский физик Х. Каммерлинг — Оннес открыл явление, названное сверхпроводимостью. Исследуя зависимость сопротивления ртути от температуры, он обнаружил, что при температуре 4,12 К сопротивление ртути исчезает. В сверхпроводящее состояние могут перейти многие химические соединения и сплавы. Некоторые вещества, переходящие при низких температурах в сверхпроводящее состояние, не являются проводниками при обычных температурах.

Вещества, находящиеся в сверхпроводящем состоянии, приобретают новые свойства. Наиболее важным из них является способность длительное время (многие годы) поддерживать без затухания электрический ток в проводниках.

Классическая электронная теория не способна объяснить явление сверхпроводимости. Теоретическое объяснение явления сверхпроводимости на основе квантово-механических представлений было дано учеными Дж. Бардиным, Дж. Шриффером (США) и Н. Н. Боголюбовым (СССР) в 1957 г.

В 1986 году была обнаружена высокотемпературная сверхпроводимость (при 100 К).

В настоящее время ведутся интенсивные работы по поиску новых веществ переходящими в сверхпроводящее состояние при более высокой температуре. Ученые надеются получить вещество в сверхпроводящем состоянии при комнатной температуре. Если удастся создать сверхпроводник при нормальной температуре, то будет решена проблема передачи электроэнергии по проводам без потерь.

Следует отметить, что до настоящего времени механизм высокотемпературной сверхпроводимости керамических материалов до конца не выяснен.

Открытие вещества, переходящего в сверхпроводящее состояние при комнатной температуре, позволило бы упростить решение многих технических вопросов. Во-первых, отсутствие сопротивления означает отсутствие каких-либо потерь на нагревание. Отсутствие нагревания и потерь энергии на него чрезвычайно важно для электродвигателей и электронной вычислительной техники, а также для передачи электроэнергии.

В сверхпроводниках из-за отсутствия сопротивления протекают чрезвычайно высокие токи, создающие сильные магнитные поля, что может применяться при термоядерном синтезе для удержания высокотемпературной плазмы в реакторе.

На сегодняшний момент в некоторых странах существует железнодорожная сеть с поездами на магнитной подушке. После открытия сверхпроводимости Камерлинг-Оннес, пытаясь создать сверхпроводящий электромагнит, обнаружил, что изменение тока, или же магнитные поля, разрушают эффект сверхпроводимости. Только к середине двадцатого века удалось создать сверхпроводящие электромагниты. На данный момент продолжаются исследования по изучению высокотемпературной сверхпроводимости.

Разбор типовых тренировочных заданий

1. Сопротивление железного проводника при 0 ⁰ С и 600 ⁰С равны соответственно 2 Ом и 10 Ом. Каков температурный коэффициент железа?

Решение:

Зависимость сопротивления металлов от температуры определяется формулой

Из этой формулы выразим температурный коэффициент железа – α

После подстановки числовых данных получаем

2. Какова скорость дрейфа электронов в медном проводе диаметром 5 мм, по которому к стартеру грузовика подводится ток 100 А. Молярная масса меди

Дано:

I=100 А

d=0,005 м

____________

υ=?

Решение:

Сила тока в проводнике равна:

Выразим скорость из этой формулы:

Концентрацию электронов найдем по формуле:

Число электронов найдём по формуле:

Площадь сечения равна:

Учитывая всё это запишем конечную формулу для расчёта скорости дрейфа электронов:

После подстановки числовых данных получим:

υ=0,4 мм/с

Ответ: υ=0,4 мм/с

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Удельное электрическое сопротивление и теплопроводность жидких сплавов Fe при высоких значениях P и T, а также тепловой поток в ядре Земли

Abstract

Магнитное поле Земли поддерживается за счет магнитогидродинамической конвекции внутри металлического жидкого ядра. В термически адвектирующем ядре часть тепла, доступная для движения геодинамо, уменьшается за счет тепла, проводимого вдоль геотермы ядра, которое сильно зависит от теплопроводности жидкого железа и его сплавов с возможными легкими элементами.Теплопроводность ядра Земли очень плохо ограничена, текущие оценки основаны на наборе масштабных соотношений, которые ранее не тестировались при высоких давлениях. Мы выполняем расчеты электронной структуры из первых принципов для определения теплопроводности и электросопротивления для жидких сплавов Fe, Fe – Si и Fe – O. Расчетное удельное сопротивление очень хорошо согласуется с существующими измерениями ударного сжатия и показывает сильную зависимость от концентрации и типа легких элементов. Теплопроводность при давлении и температуре, характерных для ядра Земли, выше, чем предыдущие экстраполяции.Кондуктивный тепловой поток вблизи границы ядро-мантия сравним с оценками полного теплового потока от ядра, но уменьшается с глубиной, так что тепловой поток будет ограничиваться большей глубиной в отсутствие внутреннего ядра.

Генерация магнитного поля Земли напрямую связана с тепловой эволюцией жидкого внешнего ядра, охлаждение которого модулируется тепловым потоком из ядра в основание мантии (1⇓⇓⇓⇓ – 6). В простом ядре с тепловым приводом, например, при отсутствии кристаллизующегося внутреннего ядра и связанного с ним выделения скрытого тепла и химической плавучести, тепло, переносимое за счет теплопроводности, недоступно для движения геодинамо.Знание его относительного вклада в перенос тепла в ядре, следовательно, имеет решающее значение для понимания долгосрочной стабильности магнитного поля Земли, которое присутствовало еще 3,45 миллиарда лет назад (7), когда ядро, вероятно, было слишком горячим для твердое внутреннее ядро ​​для кристаллизации (1, 4).

Существующие оценки теплопроводности ( k _el ) и удельного электрического сопротивления ( ρ _el ) внешнего ядра Земли основаны на экстраполяциях (8, 9) измерений удельного сопротивления в ударно сжатых Fe и Fe– Сплавы Si (10⇓ – 12) до температуры и давления в сердцевине.Эти экстраполяции предполагают прямую пропорциональность удельного электрического сопротивления температуре, его неизменность вдоль и поперек ликвидуса Fe и соблюдение закона Видемана-Франца, который связывает электрическое сопротивление и теплопроводность для металлов через число Лоренца (13) λ ₀ = k _el ρ _el / T = 2,44 × 10 ^-8 WΩ / K ² . Нет данных для Fe-сплавов других кандидатов в легкие элементы, которые были предложены для объяснения наблюдаемого сейсмически дефицита плотности ядра Земли по сравнению с чистым Fe (14).Предыдущие исследования электронных транспортных свойств Fe при высоком давлении (15⇓⇓ – 18) при высоком давлении ограничивались низкими температурами. Очевидно, что существует необходимость в прямом определении удельного электрического сопротивления и теплопроводности феррометаллических жидкостей при давлениях и температурах, характерных для внешнего ядра Земли.

Мы вычисляем k _el и ρ _el для Fe, Fe ₇ Si, Fe ₃ Si, Fe ₇ O и Fe ₃ O жидких сплавов (6.7, 14,3 мас.% Si; 3.9, 8.7 мас.% O) из первых принципов, используя теорию функционала плотности и функционал Мермина для определения конечной температурной равновесной плотности заряда и электронной структуры (19⇓ – 21). Моделирование из первых принципов молекулярной динамики (FPMD) выполняется в каноническом ансамбле для температур 2 000–8 000 K и объемов, соответствующих давлениям 0–360 ГПа. Свойства электронного переноса впоследствии вычисляются для серии некоррелированных снимков из моделирования FPMD с использованием уравнения Кубо – Гринвуда (22, 23) (см. методы ), которое выражает электронные коэффициенты Онзагера L _ij непосредственно в члены математических ожиданий электронного оператора скорости (24).

Расчетные удельные сопротивления для чистой жидкости Fe (рис. 1) хорошо согласуются с измерениями ударного сжатия Киллера (10) и точки самого низкого давления Bi et al. (11), при давлениях, где температуры Гюгонио (25) сравнимы с таковыми в наших расчетах. Аналогично, значения для жидкости Fe ₃ Si согласуются с ударными измерениями Матасова (12) для того же состава. Измерения ударного сжатия при более низком давлении проводятся при все более низких температурах; измерение 18 ГПа Киллера (10) при 320 К и хорошо согласуется со статическими измерениями при комнатной температуре в ГПУ Fe (17, 18), что добавляет уверенности данным по сопротивлению ударному сжатию и нашим результатам.В свете большого разброса результатов Bi et al. (11), и серьезное расхождение между данными Bi et al. (11) и Киллер (10) выше 120 ГПа, мы считаем, что сравнение наших результатов с измерениями Киллера (10) более уместно. Расчетное удельное сопротивление при низком давлении для чистого жидкого Fe несколько меньше экспериментальных значений (26, 27), однако расчетная теплопроводность при атмосферном давлении хорошо согласуется с экспериментальными оценками для жидкого Fe при температурах выше плавления (1810 K) (28).

Рис. 1.

Расчетное удельное электрическое сопротивление ( ρ _el ), теплопроводность ( k _el ) и соответствующие числа Лоренца ( λ ). Сплошными линиями (верхний ряд) и пунктирными линиями (средний и нижний ряды) показаны модели Блоха – Грюнайзена жидкости Fe; горизонтальная пунктирная линия указывает значение числа Лоренца, ожидаемое с помощью соотношения Видемана – Франца (W-F). Для сравнения показаны температуры Гюгонио (25) для выбранных точек данных ударного сжатия [K71 (10), M77 (12), B02 (11)].Другие экспериментальные данные (см. Текст): R83 (17), B61 (18), T71 (28), S89 (27), V80 (26).

При сравнении с измерениями удельного сопротивления ударному сжатию мы предполагаем, что удельное сопротивление жидкой и твердой металлических фаз одинаково, что, как известно, имеет место для Fe при низком давлении (26, 27). В нашем сравнении теплопроводности мы также предполагаем, что электронный вклад в перенос тепла намного больше, чем за счет переноса только фононами. В жидком Fe при атмосферном давлении последнее оценивается примерно в 3 Вт / м · К (8), что намного меньше экспериментальной полной проводимости, равной 40.3 Вт / м · К (28).

В отличие от предыдущих предположений для ядра Земли (8, 9), мы находим, что справедливость соотношения Видемана – Франца сильно зависит от температуры и состава. При температурах ядра вычисленные числа Лоренца для жидкостей Fe и Fe – Si находятся в диапазоне 2,2–2,4 · 10 ^-8 Вт · Ом / К ² ; легирование жидкого Fe с O приводит к заметному уменьшению λ со значениями всего 1,8 · 10 ^-8 WΩ / K ² для жидкости Fe ₃ O при высоком давлении и температуре.Это отклонение от соотношения Видемана – Франца предполагает, что рассеяние электронов в жидких сплавах Fe – O является сильно неупругим, что приводит к нарушению простой картины времен релаксации электронной миграции.

Мы обнаружили, что удельное электрическое сопротивление изменяется линейно с температурой, что согласуется с предсказанием уравнения Блоха – Грюнайзена для систем, в которых электроны в основном рассеиваются фононами. Однако ρ _el не прямо пропорционально T (рис.2), как предполагается при часто используемых экстраполяциях экспериментальных измерений на условия активной зоны (8, 9). Дополняя формализм Блоха – Грюнайзена (29), мы строим описания моделей для k _el и ρ _el в зависимости от объема и температуры для различных рассматриваемых жидких фаз (таблица 1; см. методы ). . Комбинируя эти модели с уравнением состояния для проводящих жидкостей давление-объем-температура (30), мы получаем значения ρ _el и k _el вдоль набора возможных адиабатических тепловых профилей для ядра Земли, полученных из диапазон температур плавления Fe (25, 31, 32).

Рис. 2.

Температурная зависимость электросопротивления для чистого жидкого Fe при 136 ГПа, определенная с использованием модели в Таблице 1 (сплошная красная линия), очень хорошо согласуется с измерением удельного сопротивления Киллера (10) при том же давлении. Стейси и Андерсон (8) использовали ? _el ∝ T (пунктирная линия) при экстраполяции этого измерения на температуры ядра вблизи границы ядро-мантия. Заштрихованная область указывает диапазон T вблизи границы ядро ​​– мантия из диапазона использованных возможных адиабат (см. Текст).

Таблица 1. Параметры модели

k _el и ρ _el для уравнения. 5

Наши значения k _el для внешнего ядра заметно выше, чем предыдущие экстраполяции [Рис. 3; 30–60 Вт / м · К (8, 9)], что отражает неверную температурную зависимость удельного сопротивления, принятую в более ранних исследованиях (рис. 2). Как следствие, наш прогнозируемый кондуктивный тепловой поток в верхней части ядра составляет 14-20 ТВт, что больше, чем 5-15 ТВт полного теплового потока через границу ядро-мантия, полученного из внутриплитного вулканизма (5).Более низкий тепловой поток в верхней части сердечника потребует меньшего размера k _el , который может быть получен за счет большей концентрации легких элементов в этой области. Действительно, аномальная доля легких элементов в верхней части ядра была предложена на динамических основаниях (33) и подтверждена сейсмическими наблюдениями (34). Однако, поскольку такая концентрация легких элементов, вероятно, является результатом кристаллизации внутреннего ядра и связанной с ним химической плавучести, трудности, создаваемые большим теплопроводным тепловым потоком, остаются, особенно в отсутствие кристаллизующегося внутреннего ядра.

Рис. 3. Удельное электрическое сопротивление

( Верх, ) и ( Среднее ) электронная теплопроводность для различных составов, рассматриваемых в этом исследовании, оцененные с использованием моделей в Таблице 1 по ряду возможных основных адиабат (см. Текст). ( Bottom ) Соответствующие значения теплового потока, рассчитанные как 4 πr ² k _el ∇ T , где r — радиус, по сравнению с геофизическими оценками теплового потока на границе ядра и мантии (CMB) (5).

Модельный кондуктивный тепловой поток быстро уменьшается с глубиной в активной зоне, в первую очередь из-за сферической геометрии. За исключением возможных эффектов радиогенного нагрева и скрытого тепла, выделяемого при кристаллизации внутреннего ядра, сохранение энергии требует, чтобы общий тепловой поток оставался постоянным по всей активной зоне. Следовательно, доля общего теплового потока, переносимого посредством конвекции, будет увеличиваться с глубиной, что позволяет предположить, что поток, вызванный тепловым воздействием, будет происходить в основном в более глубокой части жидкого ядра.

Методы

Моделирование из первых принципов.

Метод, используемый для расчета свойств электронного транспорта, аналогичен методу исх. 22 и 23. Молекулярная динамика Борна – Оппенгеймера (FPMD) выполняется с использованием кода VASP (35). Чтобы проверить эффекты конечного размера, мы рассматриваем размеры системы из 64, 128, 144 и 192 атомов (см. Ниже). Обменно-корреляционный потенциал представлен в приближении обобщенного градиента (GGA-PBE) (36) с валентными электронами, представленными в виде плоских волн с порогом отсечки 300 эВ в формализме проекционной расширенной волны (PAW) (37, 38).Зона Бриллюэна отбирается только в точке Γ. Моделирование выполняется в ансамбле NVT для объемов V / V _X = 1,0, 0,7, 0,65 и 0,6, где V _X = 7,121 см ³ / моль атома и температуры 2000, 3000, 4000, 6000 и 8000 K, и покрывают не менее 20 пс времени моделирования. Среднеквадратичное смещение, зависящее от времени, используется для проверки того, действительно ли системы находятся в жидком состоянии.

Из каждой фазовой траектории, сгенерированной FPMD, мы извлекаем моментальные снимки атомной конфигурации каждые 1000 фс (т. Е. 20 на точку P — T ), для которых мы вычисляем удельное электрическое сопротивление ( ρ _el ) и теплопроводность. ( к _эл ). Все функции автокорреляции скорости (39) для наших симуляций затухают в пределах 250 фс, что указывает на то, что временное разделение в 1000 фс достаточно для того, чтобы отдельные снимки не коррелировали. Таким образом получают репрезентативную выборку структуры жидкости в каждой точке P — T .

Электронные транспортные свойства ρ _el и k _el вычисляются с использованием уравнения Кубо – Гринвуда, реализованного в коде Abinit (22, 40). Уравнение, которое следует из автокорреляционной функции электронного тока через формализм линейного отклика Кубо, имеет вид [1] [2] [3] In Eqs. 1 — 3 ϵ _F — энергия Ферми; ψ _k , ϵ _k и f ( ϵ _k ) — волновая функция, собственное значение и ферми-дираковское заполнение собственного состояния k , соответственно; — оператор скорости; и V _ячейка — объем ячейки моделирования.Для данного снимка самосогласованная электронная релаксация выполняется для электронной температуры, равной ионной температуре, с помощью функционала Мермина (21). ψ _k и ϵ _k представлены собственными функциями Кона – Шэма и собственными значениями для каждого данного снимка, а вычисляются из градиента гамильтониана,.

Ячейки из 144 атомов для Fe и 128 атомов для сплавов Fe – Si и Fe – O используются в производственных циклах; тестовое моделирование со 192 атомами при В / В _X = 0.6 и 1,0 для T = 8000 K дали коэффициенты переноса в пределах 1% от значений, определенных для меньших систем. Чтобы избежать перекрытия зарядов ядра в расчетах линейного отклика при высоких степенях сжатия, мы построили атомные потенциалы GGA-PAW с малыми радиусами отсечки (0,9 Å для Fe и Si, 0,53 Å для O) (36, 41). Установлено, что отсечка базисной волны в 400 эВ дает конвергентные коэффициенты электронного переноса. Производственные циклы отбирают зону Бриллюэна только в Γ-точке.Этот выбор подходит для больших ячеек моделирования, где край зоны Бриллюэна эффективно загибается в центр. Испытательные значения, рассчитанные с использованием 2 × 2 × 2 сетки Monkhorst – Pack k (42) при В / В _X = 0,6 и 1,0 для T = 8000 K, изменяются не более более 5% от единичных результатов k баллов.

Следует отметить, что уравнение Кубо – Гринвуда определяет электронные транспортные свойства непосредственно из самосогласованной электронной структуры в рамках приближения Борна – Оппенгеймера.Ионное и электронное рассеяние неявно учитываются в расчетах, но электрон-фононная связь не описывается. Таким образом, этот подход хорошо подходит для характеристики коэффициентов электронного переноса при высоких температурах, особенно в жидких металлах.

Благодарности

Мы благодарим Анри Самуэля за полезные обсуждения. Эта работа стала возможной благодаря поддержке Deutsche Forschungsgemeinschaft по контракту KO3958 / 2-1 в рамках целевой программы «Планетарный магнетизм». Вычислительное оборудование было предоставлено Суперкомпьютерным центром им. Лейбница Баварской академии наук и гуманитарных наук.

Сноски

• Автор: N.d.K. и Г.С.-Н. спланированное исследование; N.d.K. и В.В. проведенное исследование; N.d.K. проанализированные данные; и N.d.K. и Г.С.-Н. написал газету.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

Доступно бесплатно в Интернете через опцию открытого доступа PNAS.

Электропроводность железосодержащих оксидных стекол

1.

Н. Ф. Мотт, J. Некристалл. Sol. 1 (1968) 1.

Google ученый

2.

I. G. Austin и N. F. Mott, Adv. Phys. 18 (1969) 41.

Google ученый

3.

C.H. Chung, J. D. Mackenzie and L. Murawski, Rev. de Chim. Минерал 16 (1979) 308.

Google ученый

4.

A. M. Bishay и L. Makar, J. Amer. Ceram. Soc. 52 (1969) 605.

Google ученый

5.

E. J. Friebele, L. K. Wilson, A. W. Dozier, D. L. Kinser, Phys. Стат. Solidi b 45 (1971) 323.

Google ученый

6.

J. H. Van Vleck, Phys. Сборка 74 (1948) 1168.

Google ученый

7.

C.R. Kurkjian, J. Non-крист. Sol. 3 (1970) 157.

Google ученый

8.

J. M. D. Coey, J. Physique Suppl. 12 35 (1974) C 6–89.

Google ученый

9.

C.R. Kurkjian, E.A. Sigety, Phys. Chem. Очки 9 (1968) 73.

Google ученый

10.

G. K. Lewis и H. Drickamer, J. Chem. Phys. 49 (1968) 3785.

Google ученый

11.

C. Hirayama, J. G. Castle, M. Kuriyama, Phys. Chem. Очки 9 (1968) 109.

Google ученый

12.

M. F. Taragin, J. C. Eisenstein and W. Heller, ibid. 13 (1972) 29.

Google ученый

13.

Фирсов В. М., Петровых Н. В. и Литвинов П. И., Труды 10-го Международного конгресса по стеклу, Киото, июль 1974 г. (Японское керамическое общество, Киото, 1974), доклад 7, с. 73.

Google ученый

14.

J. Sawicki, B. Sawicka, O. Gzowski, Phys. Стат. Твердый 41 (1977) 173.

Google ученый

15.

Дж. Г. Воган, Л.К. Уилсон и Д. Л. Кинзер, Bull. Амер. Ceram. Soc. 52 (1973) 384.

Google ученый

16.

Р. А. Леви, в «Аморфный магнетизм» Vol. II, под редакцией Р. А. Леви и Р. Хасегавы (Plenum Press, Нью-Йорк, 1977) с. 613.

Google ученый

17.

J. G. Vaughan и D. L. Kinser, J. Amer. Ceram. Soc. 58 (1975) 326.

Google ученый

18.

A. W. Dozier, L. K. Wilson, E. J. Friebele и D. L. Kinser, ibid. 55 (1972) 373.

Google ученый

19.

Т. Эгами, О. А. Сакли, А. В. Симпсон, А. Л. Терри, J. Phys. С 5 (1972) L 261.

Google ученый

20.

L. K. Wilson, J. H. Dayani и D. L. Kinser, Amer. Ceram. Soc. Бык. 52 (1972) 384.

Google ученый

21.

F. A. Wegdwood и A. C. Wright, J. Non -ryst. Sol. 21 (1976) 95.

Google ученый

22.

Х. Хирасима и Т. Йошида, Труды 11-го Международного конгресса по стеклу, Прага, июль 1977 г., Vol.II, под редакцией Й. Гетца (CVTS — Dum Techniky, Praha, 1977), стр. 365.

Google ученый

23.

Х. Хирасима и Т. Йошида, J. Amer. Ceram. Soc. 60 (1977) 95.

Google ученый

24.

К. Дж. Ким, М. П. Мэйли и Р. К. Маккрон, в «Аморфный магнетизм» Vol. II, под редакцией Р. А. Леви и Р. Хасегавы (Plenum Press, Нью-Йорк, 1977) с.627.

Google ученый

25.

D. W. Moon, J. M. Aitken, R. K. Maccrone, Phys. Chem. Очки 16 (1975) 91.

Google ученый

26.

А.Я. Кутнецов, В.А. Цехомский, «Электрические свойства и структура стекла» Vol. 4 (Бюро консультантов, Нью-Йорк, 1965) с. 136.

Google ученый

27.

Р. А. Андерсон и Р. К. Маккрон, J. Non -ryst. Sol. 14 (1974) 112.

Google ученый

28.

M. Fahmy, M. J. Park, M. Tomozawa и R. K. Maccrone, Phys. Chem. Очки 13 (1972) 21.

Google ученый

29.

М. Дж. Трикер, Дж. М. Томас, М. Х. Омар, А. Осман и А. Бишай, J. Mater. Sci. 9 (1974) 1115.

Google ученый

30.

Р. А. Гдула и Р. Ф. Томпкинс, Glass Technol. 11 (1970) 164.

Google ученый

31.

I. Ardelean, E. Burzo и I. Pop, Sol. Стат. Commun. 23 (1977) 211.

Google ученый

32.

I. Ardelean, там же. 27 (1978) 697.

Google ученый

33.

Ф. Келемен и И. Арделеан, Чехия. J. Phys. B 29 (1979) 680.

Google ученый

34.

М. П. О’Хоро и Дж. Ф. О’Нил, «Аморфный магнетизм», Vol. II, под редакцией Р. А. Леви и Р. Хасегавы (Plenum Press, Нью-Йорк, 1977) с. 651.

Google ученый

35.

М. Маринов, В. Кожухаров, Я. Павлова, C.R. Acad. Bulg. Sci. 26 (1973) 343.

Google ученый

36.

Кожухаров В., Маринов М., Григорова Г., J. Non-крист. Sol. 28 (1978) 429.

Google ученый

37.

С. Неов, И. Герасимова, К. Крежов, Б. Сыджимов, В. Кожухаров, Phys.Стат. Солид а 47 (1978) 743.

Google ученый

38.

В. Кожухаров, С. Николов, М. Маринов, Т. Троев, Mater. Res. Бык. 14 (1979) 735.

Google ученый

39.

Л. Муравски и О. Гзовски, Acta Physica Polonica A50 (1976) 463.

Google ученый

40.

То же, Phys. Стат. Solidi 19 (1973) К 125.

Google ученый

41.

K. W. Hansen, J. Electrochem. Soc. 112 (1965) 994.

Google ученый

42.

Л. Мурсвски, неопубликованная работа (1980).

43.

Р. Дж. Эдвардс, А. Пол, Р. В. Дуглас, J. Phys. Chem. Очки 13 (1972) 137.

Google ученый

44.

Р. Р. Хейкс и Р. В. Уре, «Термоэлектричество» (Wiley-Interscience, Нью-Йорк, 1961) с. 81.

Google ученый

45.

T. Allersma и J. D. Mackenzie, J. Chem. Phys. 47 (1967) 1406.

Google ученый

46.

Л. Муравски, К. Х. Чанг и Дж.D. MacKenzie, J. Non-крист. Sol. 32 (1979) 91.

Google ученый

47.

A. Miller, E. Abrahams, Phys. Сборка 120 (1959) 745.

Google ученый

48.

I. G. Austin, J. Non-крист. Sol. 2 (1970) 474.

Google ученый

49.

Р. А. Леви, К. Х. П. Лупис, П. Х. Флинн, Phys. Chem. Очки 17 (1976) 94.

Google ученый

50.

Y. Syono, A. Ito, O. Horie, J. Phys. Soc. Япония 46 (1979) 793.

Google ученый

51.

М. Гавиш и М. Н. Салех, J. Appl. Phys. 47 (1976) 5349.

Google ученый

52.

A. K. Bandyopadhyay и I.O. Isard, Труды 7-й Международной конференции по аморфным и жидким полупроводникам, под редакцией W. E. Spear, C.I.C.L., Университет Эдинбурга, июнь / июль 1977 г., стр. 683.

53.

Зерцалова И. Н. Электрические свойства и структура стекла. 4 (Бюро консультантов, Нью-Йорк, 1965) с. 141.

Google ученый

54.

Е. М. Рабинович, J. Mater. Sci. 11 (1976) 925.

Google ученый

55.

Б. М. Коэн, Д. Р. Ульманн и Р. Р. Шоу, J. Non-крист. Sol. 12 (1973) 177.

Google ученый

56.

J. P. De Luca и C. G. Bergeron, J. Amer. Ceram. Soc. 52 (1969) 629.

Google ученый

57.

Р. Астье, Э.Philippot, J. Moret и M. Maurin, Rev. Chim. Мин. 13 (1976) 359.

Google ученый

Влияние размера и концентрации частиц железа на теплопроводность композитов железо / полистирол

1.

Д. Кумлутас, И.Х. Тавман, Дж. Термопласт. Compos. Матер. 19 , 441 (2006)

Статья Google ученый

2.

М.З. Икбал, Г. Мамур, Т. Башир, М.С. Ирфан, М. Manzoor, J. Chem. Англ. 25 , 1 (2010)

Google ученый

3.

A. Boudennea, L. Ibosa, M. Foisa, J.C. Majeste, E. Gehin, Compos. А 36 , 1554 (2005)

Google ученый

4.

Ю.П. Мамуня, В. Давыденко, П. Писсис, Е.В. Лебедев, Евр. Polym. J. 38 , 1887 (2002)

Статья Google ученый

5.

И. Новак, И. Крупа, И. Чодак, Synth. Встретились. 131 , 93 (2002)

Артикул Google ученый

6.

D.M. Бигг, Полим. Англ. Sci. 19 , 1188 (1979)

Артикул Google ученый

7.

Б. Гарнье, Б. Агоджил, А. Буденн, в Полимерные композиты , гл. 18, т. 1, 1-е изд., Изд. С. Томас, К. Джозеф, С.К. Мальхотра, К.Года, М. Срикала (Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2012), стр. 575

8.

Н.М. Софиан, М. Русу, Р. Негу, Э. Негу, J. Thermoplast. Compos. Матер. 14 , 20 (2001)

Артикул Google ученый

9.

I. Krupa, I. Chodak, Eur. Polym. J. 37 , 2159 (2001)

Статья Google ученый

10.

А.Пономаренко Т. Шевченко, Н. Ениколопян, адв. Polym. Sci. 96 , 125 (1990)

Артикул Google ученый

11.

A.A. Abdul Razak, N.J. Salah, W. Abdul Kazem, Eng. Technol. J. 27 , 2223 (2009)

12.

H.S. Текче, Д. Кумлутас, И. Тавман, Дж. Рейнф. Пласт. Compos. 26 , 113 (2007)

ADS Статья Google ученый

13.

T. Katsure, M.R. Kamal, Adv. Polym. Technol. 5 , 193 (1987)

Артикул Google ученый

14.

К. Киттель, Введение в физику твердого тела , 7-е изд. (Уайли, Нью-Йорк, 1996)

Google ученый

15.

F.S. Аль-Акрабави, А. Зихлиф, З.М. Elimat, G. Ragosta, J. Mater. Sci. Матер. Электрон. (2013). DOI: 10.1007 / s10854-012-0997-x

16.

Ф.С. Аль-Акрабави, А. Зихлиф, З.М. Элимат, Радиат. Эфф. Дефекты Твердые тела 167 , 885 (2012)

Артикул Google ученый

17.

Z.M. Элимат, А. Zihlif, G. Ragosta, J. Thermoplast. Compos. Матер. 23 , 793 (2010)

Артикул Google ученый

18.

Д. Табор, Газы, жидкости и твердые вещества: и другие состояния вещества , 3-е изд.(Издательство Кембриджского университета, Кембридж, 1991)

Книга Google ученый

19.

Б. Мутнури, Характеристики теплопроводности композиционных материалов , M.S. Диссертация, Университет Западной Вирджинии, Моргантаун, Западная Вирджиния, 2006 г.

20.

Z.M. Элимат, В.Т. Хуссейн, А. Зихлиф, J. Mater. Sci. Матер. Электрон. 23 , 2117 (2012)

Артикул Google ученый

21.

С. Чжан, X.Y. Цао, Ю. Ма, Ю. Ke, J.K. Чжан, Ф.С. Ван, eXPRESS Polym. Lett. 5 , 581 (2011)

Артикул Google ученый

22.

W. Ling, A.J. Гу, Г.З. Лян, Л. Юань, Polym. Compos. 31 , 307 (2010)

Google ученый

23.

А. Икбал, Л. Форманн, А. Салим, М. Исхак, Polym. Compos. 28 , 186 (2007)

Артикул Google ученый

24.

M. Rusu, N. Sofian, D. Rusu, E. Neagu, R. Neagu, J. Polym. Англ. 21 , 469 (2001)

Артикул Google ученый

25.

T.N.G. Tsao, Ind. Eng. Chem. 53 , 395 (1961)

Артикул Google ученый

26.

T. Lewis, L. Nielsen, J. Appl. Polym. Sci. 14 , 1449 (1970)

Артикул Google ученый

27.

Дж.К. Максвелл, Трактат об электричестве и магнетизме , гл. 9, 3 изд. (Dover Inc., Нью-Йорк, 1954)

28.

У. Д. Каллистер, Материаловедение и инженерия: введение , 7-е изд. (Wiley Inc., Нью-Йорк, 2007)

Google ученый

Электропроводность

Как и цинкование, пленки ZRC обеспечивают электрическую защиту стальных оснований. Нанесенная на стальную подложку, цинковая пленка дополняет электрохимическую ячейку подложкой, в которой металлический цинк пленки ZRC принимает на себя анод пары и тем самым гарантирует, что в воде или коррозионной среде сталь будет вести себя полностью катодно ( Инжир.1). Таким образом, хотя цинковая грунтовка поддерживает контакт со сталью, сталь не может окисляться, и вся коррозия ограничивается пленкой ZRC.

Для завершения ячейки, помимо электрического соединения между цинком и сталью (адгезия ZRC-пленки к подложке), также необходим общий электролит для обоих металлов (водный раствор, который будет проводить электричество и будет служат средой, в которой может происходить реакция коррозии). Этим электролитом может быть дождевая вода, морская вода или любой другой электропроводящий раствор.

Электрический ток (I), который возникает естественным образом, когда цинк начинает корродировать и гальванически защищает сталь, можно измерить электрически, как и разность потенциалов или напряжение, возникающее между цинком и стальной подложкой. Степень коррозии пропорциональна величине коррозионного тока, который, в свою очередь, связан с напряжением элемента (V) и его сопротивлением (R). Эта связь известна как закон Ома.

I = V / R

Поскольку разность потенциалов между цинком и сталью фиксирована (более или менее), общее сопротивление элемента (R) наиболее существенно определяет степень коррозии.

Это сопротивление складывается из отдельных сопротивлений различных компонентов ячейки. К ним относятся металлическое сопротивление внутри цинковой пленки и внутри стальной основы, электролитическое сопротивление электролита и сопротивление любых продуктов коррозии, которые могут накапливаться на стали или цинке.

Горячеоцинкованные пленки состоят из твердого металлического цинка, наплавленного на сталь. В этих пленках сопротивление, как и у самой стали, практически равно нулю.Удельное электрическое сопротивление металлического цинка составляет 5,5 мкОм / см-1. В парах из чистого цинка и стали, таких как эти, легко течет ток (так что коррозия цинка происходит быстро). По этой причине гальванические пленки быстро корродируют в морской воде, пока изолирующие эффекты продуктов коррозии не увеличивают сопротивление электролизеру.

В пленках ZRC цинк присутствует в виде дискретных сфер из цинковой пыли, которые упакованы достаточно близко друг к другу, чтобы обеспечить виртуальный тангенциальный контакт между частицами цинка и стальной подложкой (рис.2). Истинный контакт в ZRC нарушается из-за наличия ультратонкой оболочки или мономолекулярного слоя полимерного связующего или клея, который необходим для поддержания когезионной целостности пленки и обеспечения прилипания пленки к стали. Ток электрической коррозии должен проходить через эту изолирующую оболочку.

Наличие этой связующей оболочки, таким образом, значительно снижает проводимость пленки ZRC по сравнению с пленками горячего цинкования. Пленки из сухого ZRC имеют гораздо более высокое удельное сопротивление (обратное проводимости).Значения, определенные лабораторией, приблизились к 2,5 х 106 Ом / см. Эта пониженная проводимость не препятствует защитным свойствам пленки, пока через пару к цинку может протекать достаточный ток (т.е. пока ток не отводится от стали), сталь будет оставаться гальванически защищенной. Фактически, в агрессивных средах, таких как морская вода, сама пленка ZRC корродирует медленнее (по сравнению с чистым цинком) и, следовательно, будет поддерживать защиту в течение более длительного времени.Только когда сопротивление элемента из-за побочного продукта коррозии станет настолько высоким, что ток перестанет течь между катодом и анодом, катодная защита будет аннулирована.

Из-за неизбежной структуры пленки ZRC, обусловленной конструктивными требованиями, необходимыми для хорошей коррозионной стойкости, пленки являются относительно пористыми. Таким образом, в условиях влажной эксплуатации вода может фактически проникать в пленку, занимая пространство в пористости пленки. Присутствие воды (а не воздуха) внутри этих пористостей увеличивает электрическую целостность пленки, и удельное электрическое сопротивление падает.В зависимости от электролитической проводимости электролита, смачивающего пленку, изменение удельного электрического сопротивления может быть небольшим или заметным. Если пленка смачивается дистиллированной водой (с низкой электропроводностью), снижение удельного сопротивления будет небольшим; там, где более проводящая соленая вода смачивает пленку, изменение удельного сопротивления может быть значительным при значениях удельного сопротивления 6 x 105 Ом / см и ниже. По мере снижения сопротивления ток коррозии может течь легче, и поэтому в морской воде коррозия цинка (расход анода) будет происходить быстрее, и ZRC не будет защищать сталь так долго, как в пресной воде.

Поскольку пленка ZRC естественным образом подвергается атмосферным воздействиям и / или цинк корродирует в процессе эксплуатации, поверхность пленки и, в меньшей степени, внутренние пространства пленки покрываются и заполняются продуктом коррозии цинка. Этот продукт коррозии служит для изоляции металлического цинка от агрессивной среды и, как следствие, вызывает постепенное падение электропроводности пленки. В конце концов, когда пленка становится непроводящей, катодная защита полностью прекращается, и считается, что защита, обеспечиваемая грунтовкой, носит барьерный характер.Таким образом, защита на последних этапах срока службы ZRC-пленки, возможно, является результатом ограничения доступа кислорода к металлу и / или снижения электропроводности любой воды, которая действительно может достичь стали под пленкой (подавление сопротивления). . На этом этапе срока службы грунтовки сопротивление пленки будет настолько высоким, что ZRC станет практически непроводящим, хотя он останется защитным, где бы ни была покрыта сталь.

Удельное электрическое сопротивление вещества определяется как электрическое сопротивление материала протеканию тока, умноженное на площадь поперечного сечения протекающего тока и на единицу длины пути тока.На самом деле этот термин определяет свойство сыпучих материалов, таких как кубик цинка. Его применение для тонких пленок не совсем уместно. Удельное сопротивление пленок ZRC может быть приблизительно определено путем измерения сопротивления пленки на непроводящей подложке, такой как стекло, при условии, что пленка будет прилипать к этой подложке (рис. 3). Обычно удельное сопротивление измеряют (с помощью ометра) между двумя острыми линейными электродами, которые разрезают пленку по квадрату (при этом расстояние между двумя электродами равно длине электродов).Размер квадрата не влияет на значение удельного сопротивления, если расстояние между электродами «d» равно их длине. Данные обычно выражаются в Ом / см или Ом / м (единицы СИ), которые могут быть рассчитаны на основе измеренного сопротивления, значения «d» и толщины пленки «t».

Что заметно повлияет на значения удельного сопротивления вновь нанесенной пленки ZRC, так это подложка, на которую наносится измеряемая пленка. Для измерения истинного удельного сопротивления пленки подложка не должна быть из стали (или другого проводящего материала).Когда используются непроводящие подложки, ток может протекать только через пленку, а значение ометра соответствует только пленке (рис. 4a). Если подложка является проводящей, такой как сталь, альтернативный (и менее стойкий путь прохождения тока) будет через подложку с низким удельным сопротивлением (рис. 4b). Следовательно, значение ометра ошибочно занижено. Кроме того, электроды должны прорезать пленку так, чтобы все поперечное сечение пленки прилегало к торцам электродов (рис. 4а). Электроды не должны просто лежать поверх пленки (рис.4в). Если сопротивление не измеряется по всей толщине пленки ZRC, значения удельного сопротивления будут слишком высокими.

Заключительная точка! ZRC составлен таким образом, чтобы количество используемого полимерного связующего было достаточно, чтобы удерживать пленку вместе и на стали, при этом обеспечивая достаточную проводимость для обеспечения катодной защиты стальной основы. Отношение объема связующего к объему цинка является точным и не может быть изменено. Однако, поставляя влажный продукт, мы можем только убедиться, что то, что попадает в банку, правильно сбалансировано.Цинк — это тяжелый пигмент, который при хранении имеет тенденцию оседать в банке. Чтобы восстановить заданное соотношение пигмента к связующему, важно, чтобы продукт был перемешан и полностью гомогенизирован перед нанесением. ZRC, нанесенный из не полностью перемешанной банки, будет иметь некоторые участки с чрезмерно высоким содержанием цинка и, следовательно, излишне высокой электропроводностью, но пониженной физической прочностью. Другие области будут содержать много транспортных средств и быть прочными, но с высокой устойчивостью к прохождению электричества и, следовательно, с плохой защитой.Только путем тщательного перемешивания содержимого банки перед нанесением, а часто и во время длительного применения, аппликатор может гарантировать выдающуюся защиту от коррозии, которую мы вкладываем в каждый галлон ZRC.

Какие металлы обладают высокой электропроводностью?

Электропроводность соответствует способности материала передавать энергию. Возможны определенные типы проводимости, включая электрическую и теплопроводность. За медью и цинком следует железо в списке самых электропроводящих материалов.Золото, кажется, имеет максимальный электрический КПД любого компонента и самую низкую яркость. Хотя это самый прочный проводник, медь и золото наиболее широко используются в электротехнике, поскольку медь менее дорогая, а золото гораздо лучше сопротивляется коррозии. Поскольку серебро тускнеет, высокие частоты становятся менее привлекательными, поскольку внешняя поверхность менее проводящая.

Серебро — лучший проводник, потому что электроны более подвижны, чем другие элементы. Это объясняется полярностью кристаллов и их структурой.

Многие металлы являются проводниками электричества. Некоторые компоненты с высокой проводимостью — титан, медь, магний, железо и платина. Латунь и бронза — это электропроводящие сплавы, а не элементы.

Коэффициенты электропроводности

Температура : Всякий раз, когда меняется температура серебра или когда его проводимость меняется в зависимости от проводника. Повышение температуры после того, как это сказано и закончено, вызывает возбуждение теплых частиц и увеличивает проводимость, тем самым увеличивая удельное сопротивление.Отношения прозрачные, но при низких температурах они рвутся.

Примеси : Добавление загрязняющего воздействия на драйвер снижает его проводимость. Например, настоящее серебро не так приемлемо для проводника, как чистое серебро. Окисленное серебро не так приемлемо в качестве проводника, как чистое серебро. Загрязняющие воздействия препятствуют потоку электронов.

Кристаллическое устройство : Если вещество встречается в определенное время, проводимость может снижаться на границе раздела и может отличаться от одной системы к другой.Способ обращения с материалом может повлиять на то, насколько хорошо он работает.

Самые проводящие металлы

Это краткое изложение электропроводности включает амальгамы как чистые компоненты. Поскольку размер и состояние вещества влияют на его проводимость, краткое изложение предполагает, что все примеры имеют одинаковый размер.

1. Серебро

Серебро считается наиболее электропроводным металлом. Это связано с тем, что серебро имеет только один валентный электрон.Фактически, он позволяет одному электрону перемещаться без помех. Таким образом, металлы, такие как серебро и медь, являются двумя металлами с этой конкретной торговой маркой. Вот почему они являются необычными электрическими и теплыми проводниками.

2. Медь

Принимая все во внимание, медеподобное серебро имеет только один валентный электрон, что делает этот металл чрезвычайно проводящим. Таким образом, одним из наиболее распространенных бизнес-приложений является покрытие верхней посуды и кухонных машин.

3. Золото

В целом список ограничен, и это основная причина того, почему этот материал такой дорогой. Фактически, сочетание коррозионной стойкости золота и его проводимости делает этот продукт очень полезным инструментом, используемым во многих отраслях обрабатывающей промышленности.

4. Алюминий

Вообще говоря, изумительный металлический канал. Этот компонент, несмотря на его небольшую толщину и высокую защиту от потребления, делает алюминий идеальным для аэродинамических и корреспондентских (трансмиссионных) предприятий.

5. цинк

Несмотря на то, что эти металлы обладают существенно меньшей проводимостью, чем их четыре партнера. Эти металлы часто являются более доступными и практичными заменителями, когда это необходимо.

Pipingmart — это портал B2B, специализирующийся на промышленных, металлических и трубных изделиях. Кроме того, делитесь последней информацией и новостями, связанными с продуктами, материалами и различными типами сортов, чтобы помочь ведению бизнеса в этой отрасли.

экспериментов по проводимости с металлами | HST Chemistry Project

Эксперимент с проводимостью с использованием металла

Известным свойством металла является проводимость.Металлы являются отличными проводниками тепла и электричества — тепловая энергия и электроны проходят через них очень быстро. Вы можете поэкспериментировать с проводимостью тепла и электричества, используя предметы из вашего дома.

Рекомендуется наблюдение взрослых.

Возьмите металлическую ложку, деревянную ложку и другие кухонные принадлежности. сравните теплопроводность . Положите их в стеклянную банку с горячей, но не кипящей водой. Какие из них нагреваются быстрее всего? Сначала должны были стать горячими концы металлической посуды, потому что они лучше проводят тепло.Для большего удовольствия попробуйте это занятие еще раз, используя только металлическую посуду, с каплей холодного масла на каждую посуду. Какой из них теряет масло первым? Почему это могло быть?

Посмотрите на толщину и длину ручки каждой посуды, а также на площадь ее верхней поверхности (например, проволочный венчик имеет меньшую поверхность для нагрева масла, чем ковш), чтобы найти подсказки. Также имейте в виду, что одни металлы проводят тепло лучше, чем другие.

Испытание объекта на электропроводность

Что вам понадобится:

• Батарея типоразмера C или D
• Алюминиевая фольга
• Фонарик или другой 1.Лампа на 5 или 3 В

Чем вы занимаетесь:

1. Сделайте из фольги длинную ленточную проволоку, отрезав кусок размером 18 x 2 дюйма. Сложите фольгу вдоль на четверти так, чтобы получилась лента. Удерживайте или приклейте один конец этого провода к плоскому концу (отрицательной клемме) батареи, а другой конец плотно оберните вокруг «резьбовых» (винтовых) сторон лампочки.

2. Теперь вы готовы протестировать различные предметы вокруг вашего дома, чтобы узнать, проводят ли они электричество.Сделайте это, прижав положительный полюс батареи (конец с выступом) к одной стороне объекта, а металлический конец лампочки — к другой стороне. Если лампочка загорается, образуется последовательная цепь: электрический ток может беспрепятственно проходить через провода от батареи к лампочке и снова к батарее.

Какие факторы могут помешать лампочке светиться, даже если предмет, к которому она прикасается, был металлическим? Несмотря на то, что объект может быть металлическим или отличным проводником электричества, пластик или лакокрасочное покрытие на нем могут нарушить соединение цепи.

Указание по технике безопасности : Никогда не вставляйте провода или другие предметы в электрические розетки! Однако электричество, вырабатываемое батареей для этого эксперимента, находится в безопасном количестве.

Меднение Fun

Попробуйте этот эксперимент: сначала очистите пенни, затем посмотрите, как они окисляются, и используйте их, чтобы покрыть (или пластину ) железный гвоздь медью! Хотя более новые гроши содержат лишь небольшое количество меди (2,5%), их все же достаточно для этого проекта.

Что вам понадобится:

• Керамическая или пластиковая чаша
• Уксус
• Соль
• Пенни
• Бумажные полотенца
• Гвоздь железный неоцинкованный

1. Наполните дно миски уксусом, перемешайте с чайной ложкой соли и положите туда 10-15 тусклых монет. Дайте им постоять пять минут, затем выньте их и положите на бумажное полотенце, чтобы они высохли. . (Но пока не выливайте уксус и соль!) Пенни будут намного ярче, чем раньше; это потому, что уксус — это кислота, которая «разъедает» оксидный слой на пенни, из-за чего он становится тусклым.Однако, если вы не промываете и не сушите чистые пенни, через некоторое время на них должен появиться синий слой. Это соединение оксида меди, вызванное взаимодействием меди и кислорода друг с другом; уксус (уксусная кислота) и соль способствуют реакции кислорода с медью.

2. Теперь воткните неоцинкованный железный гвоздь в раствор уксуса. Если вы присмотритесь, вы увидите крошечные пузырьки по бокам ногтя. Оставьте на 30 минут, а затем проверьте, нет ли на нем темно-коричневого слоя меди.Как это случилось? Раствор уксуса содержит медь из очищенных монет. Когда раствор вступает в реакцию с ногтем, происходит химический обмен, который оставляет на ногте медный слой. Когда вы вынимаете ноготь из раствора, медь будет несколько липкой; вы можете положить его на бумажное полотенце, чтобы оно высохло. Возможно, ваш ноготь не полностью покрыт покрытием, но на нем будет достаточно меди, чтобы его было видно.

Вы можете повторить этот эксперимент, используя только пенни, произведенные до 1982 года (сделанные с содержанием меди 95%).

Гвоздь покрылся медью быстрее или за такое же время?

Было ли покрытие более полным?

Больше экспериментов с проводимостью:

.