Учебник - Основы теории электричества (1238774), страница 42
Текст из файла (страница 42)
д. с. вызывают электрический ток, при прохождении которого вещество пластин РЬ и РЬОт вступает в химическую реакцик> с НТЭО<, в результате чего на обеих пластинах появлется РЬ50<. Эта реакция связана г выделением химической энергии, которая в обычных условиях опыта полно<тьк> выделяется в форме тепла, тогда как в аккумуляторе часть ее затрачивается на поддержание тока в цепи. Правда, в конечном счете и эта часть химической энергии переходит в джоулево тепло, которое, однако, выделяется не только в самом аккумуляторе, но и в других участках цепи тока.
Обратно, прн зарядке аккумулятора через него пропускается ток ннешнего источника в направлении, обратном э. д. с. аккумулятора. Таким образом, ток этот совершает в аккумуляторе положительнук> работу, которая, помимо нагревания, затрачивается частью иа обратную химическую реакцию: 2РЬ804+ 2Нэ0 — 1. РЬОэ+ РЬ+ 2Нз80», сопровождающуюся поглощением энергии и приводящую аккумулятор в «заряженное» состояние. Как уже упоминалось в начале этой главы, тот факт, что прохождение тока через электролиты сопровождается химическими реакциями, обусловливается тем, что перенос тока в нпх осуществляется движением ионов, т. е.
заряженных атомов или групп атомов, тогда как носителями тока в металлах служат не ионы, а ксвободные» электроны. ') В противном ы<учсс возникают ттрмсэлеюрсческвс э. л, с., сумма которых, васам< гссорн, отличка <ч нуля. !гл. Ри . йфг ПОСТОЯННЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТОК 152 ЭЛЕКТРОННАЯ ТЕОРИЯ МЕТАЛЛОВ Ф (01 (4Р«1 > < ..-«ци. ь — - <'и. - <'Нн.
т — (тм+ а) Р, <[ (40.2) $ 40. Основные иредставлеиия электронной теории металлов. Опыты Толмеиа 1 [«,ак уже упоминалось в ф 5, прост(йше«цредставлени«о переносе тока цо металлу свод<О«я ь следукнц(му Если ме>алл наход>п«я н >п>ердоч (илц жидком) сосышьии, то с<о а<омы црсбывакп в ионцзонзцном «ошояннн, т. е. расщепляются на опии или и(- СКОЛЬКО ЭЛ(КГ<ЧЯЮН И На <ШЛО» И1( >Ц,ИЫИ ИОН..'"»1'1 ИОНЫ, Раги<ХПНГЯИСЬ Н узлах крнсзз.,ьп<ческои ршц(тки и овершяя лиц ь небольшие колебания около своих цоло>кении рзнион«сия, ОГ>разуют < вердь<и скелет металлического теда. Отщенл< нны( жг (и ионов >ак из>ына(мы(' «<НОГ>одцы<» эдекцц1ны беспорядочно лни>ку<«я н промежутки«между иоцями образуя собой особого рода э:и к < ронный «гз >» В отеуг«ть<ые вн< ш»щи эл(к>ричсского ш>ля»де>Орины эти нзходитсн в совершеццо бсшн>рялочном.<<"яловом,>ни>жниц, в«никновение же ноля в(дет к унлечньик> э.<г,<ронин н <шцраи.ц нни лей<"1 в)ю>цчх ня них сил поля, т.
е. к цоявлеии>о э.<ек>рнчы коы».ок«. (. галкиняягь н шюе«> лвижеции с ионами металла, эп<-ш!Нцц, цср< данн. Нм нэбы п>к кин('гичесьой эиергии, нриобре. теиной ими иоп,л< йстви< и снл поля, Йо ведет к увеличению энергии теплового движения (кып«6яння> и<>нон, г. к нзгрешшнк>,«<«<ялл,> (н<>дел«ив( джоулеВд тепла) . 2. Г гочы>:рени> эг<ко нр<лг>знлсция о механизме >ока в металлах, ряд изблк>л:и-мых н «и«яв:и ний нод«ч>ц"1 чр< >нь<ч;>йно цро«о< и(т<>.<кивание и объягнеци< [х чц<лу и«огн<нятся, >шнричср, уноминав>пи««я в $11 термоионныс ян.ц-чин, о«1<шшя< и н<.цу< к.>вин раскаленными м«1 аллами в окру<кзкцц«и«нро>п ран«э ш> но<чьи «н<»боьн<ь>х (в подлинном <мысле сэюва) электронов Прн ог:ычц >н <чн«рз;у[я' иахо>оцци(гя в металле «свободныс» э.их<роны и м(н«1 нь<й<и >а <<о<«рхно«ть м«талля ввиду того, что в цоверюшстн >ч <>нн* «и < зллн <ч>и шьии р<якйсн я< й«гнн>о шасрживающих сил, изорвал«ццых ыну-<рь ме<яллз ;> 11о цри наьреишьии металла скОрость те<ион<цо лииж«>ши сьо» и ьпшнов во>ра<п Нег, >як что нри достаточно высокой и м<ц !>Н> уьн им«тцзя чя«>ь >м их электронов приобретает столь болыш>й <ацз < иш гн и «кой чц ргии 1<о им ул ется иреодол«з< тормозяноц < илы <цшсрынкпщи<> слоя и выйти нз м<><яллз изруж«.
Хь<ряк>ер количестя«иной шннснчо<пи ннгсцсннцошн 1«рм<>ионного и<пока электронов от температуры м(>аллз >иро<ш <или«сггя «ын л црелшян ннисм о механизме 1«рмоиониы«ннл(ний Все металлы янлш<м н, кзк и.<ш <1>ц н< только >ц>р<чними ьроиоаниками электриче(гва, но и «ор<ннччц пр шолниками тепла Г: гочки зрения электронной теории. э<о сон>ш ь< н>ц»б<,яснь«г«я н«ярос.<ой случайностью, а явлчетси с цлстни«м одной об<Ней нричнны црисутс>вия в м< галлах свободных элск«ронов Б металлах, в о>дичи< ог нецроводнию>и, н(р(дача тепла осушествля<яся ш то.>ьк .
«толкиош ниями з>омов, но также, и притом по преиму<цеству, <нободными эл(к<роцзмь< Прнобрепяя в ня>р«том участке добавочную эиерги>о дшыкення, <цты>нодвижиые электроны сравнительно быстро верен<кит ее н ш«>еч лннженнк я смежиьц. участки тела и тем самым значительно ускорякп проц(сс тецл<шронодио«ти. Однако ьшнГ>олес нрям<ш дока <зг<.пьстно <ого фзкпз, по и<жителями тока в металл >х д< йстннгсльно янлякпгя эп«к(роны, Принесли с собой опыты ! ) Веебхцдимиюь»кгп«ник н Р»«<м<ир«ни< нпн«Р«нч>энмх сил п<ыьян<ич рода, вопроса о физической природе лч>иимх ьм»зе<» к»гн>ь«ч с» будем, была выяснена нами в 4 19. Толмени (см. ниже). измерившего силу электрических токов, возникающих в металле при сообщении ему ускорения и ОГ>усповл(нных отставанием «свободных» электронов <и движения кристаллической реньетки металла. 3 Пусть в единице объема металла находится ч свободных эл('ктронов массы >ц и зарида (« Ввиду беспорядочности дни кгпия электроиов в отсутствие внешнего элект рич< с<«ого полн нсе изцрзвл< ция скорости <лектронов равновероятны, элекгрониый гя< н целом цокои>< я но отноцц вин> к положительным ионам решетки и средняя цлотш>сть тока рзчия цу.<к>.
Пусть, <>лизки, цо какой-либо нричинс возникло добавочное уцорялоч«нцог движение эдск. тронов относительно ре печки со средней скорогтьк> и. При подсчете сред<и й плотности тока 1 >тоста>очно, очевилнг<, уч('сть ли>нь эго унорядочеиное движение и можно вовсе ирен«брсчь движ<нисх< беш<орядо цшьм. Ч<рез «дииицу перпендикулярного вектору и сечения нрояодиика;з единицу времени пройдут исе электроиы, находившиеся от него иа расст<ш нии, меньшем или равном ц, т.
е. Нс( элок<роны. рнснол<>жснши ь кили><,<р< сечецня 1 и высо>ы и. Число их равно ци, него«<ый же ими .<яр><а равен < ня; с~ало быль )ср. (11 7) <1, 4. «[зобы уяснить сушно«ь опытов Толменя, цред<.тявим себе, что изготовленное из металлической нр<шолоки ю>льцо приводится ви(швей силой в неравномерное вра<цзтельн<ц дш<жснис вокр>л гно( й оги, причем линейная скорос<ь точек кольца ранца з ). 1 ели бы зги ктронн в металле были накренко связаны с атомами, го они двигались бы ( той ка скор< сто<о ге и в резуль>ате ток н( возник Г>ы (ибо лвижсни<:<л(КПЯ>цон и нолож>пезьиых ионов с одинаковой скорогтьк> <оз>(ыизпо бы п>ки р:>нньи и цр<ниноиоложно нзпрзн ленные). Паобор<п, если бы между электронами и решеткой це было никакого взаимодействия, то движециг решегки не и< рсдявзлогь Г>ь< эл< ктроь<ям, средняя скорость электронов цри движении колыгя осгянялзсь бы рзицой нупк>, з их средняя скорое< ь и относительно ренцтки <"ыля бы ранив ьч Плотноеп <окя в этом случае была бы равна т.
е. Но-прежнему онределя тась бы <)и>рм«лой ( !(>.1). хотя обусловлиизлзш бы движецием не э<ИКЧ>ОН<и>. я и<ми>жни.>ьных ионов ззряла "г (< ( О) го скор<ктью ш. В действительности буд«' ншп* чг>яо чрочежюочиый <лучай, электроны будут частично увлекаться нгрзвномсрн>пч движением р< <Нотки, и в ироводнике возникнет шр<мснныи >ок. Урзви<ни< дниж<ния электронов в метал.че будет: где «ч+в есть подная скор<и и эл< ктрина.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
