Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
4 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловое движение электрического тока примеры

Тепловое движение электрического тока примеры

Задания Д B18 № 695

Установите соответствие между техническими устройствами (приборами) и физическими явлениями, лежащими в основе принципа их действия. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию и запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

А) двигатель постоянного тока

1) тепловое действие тока

2) взаимодействие проводника с током и постоянного

3) взаимодействие электрических зарядов

4) химическое действие тока

5) взаимодействие постоянных магнитов

A) В двигателе постоянного тока в магнитном поле находится рамка с током, которая взаимодействует с магнитным полем.

Б) Магнитная стрелка компаса указывает на магнитный полюс Земли, т. е. происходит взаимодействие постоянных магнитов.

B) В основе электрометра лежит взаимодействие электрических зарядов.

Задания Д12 № 254

В основе определения единицы силы тока лежит

1) тепловое действие электрического тока

2) химическое действие электрического тока

3) механическое действие электрического тока

4) магнитное действие электрического тока

Ампер есть сила постоянного тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10 −7 ньютона. Следовательно, в основе определения единицы силы тока лежит магнитное действие электрического тока.

Правильный ответ указан под номером 4.

Задание 18 № 8804

Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе принципа их действия. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) ванна для получения чистых металлов путем электролиза

Б) электрический кипятильник

1) взаимодействие постоянных магнитов

2) действие магнитного поля на проводник с током

3) тепловое действие тока

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

В отличие от металлических проводников, где переносчиками электричества являются электроны, в электролитах ими служат ионы. При прохождении электрического тока через электролит на электродах оседают вещества, которые содержатся в виде химического соединения в электролите. Таким образом, наблюдается химическое действие электрического тока. (А — 4).

В электрическом кипятильнике происходит нагрев рабочей поверхности за счет прохождения по ней электрического тока, что является подтверждением теплового действия тока. (Б — 3).

Задание 18 № 8802

Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе принципа их действия. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Б) электрический утюг

1) взаимодействие постоянных магнитов

2) действие магнитного поля на проводник с током

3) тепловое действие тока

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

В основе работы компаса лежит явление взаимодействия постоянного магнита с магнитным полем Земли. (А — 1).

В электрическом утюге происходит нагрев поверхности утюга за счет прохождения по нему электрического тока, что является подтверждением теплового действия тока. (Б — 3).

Задания Д11 № 37

Какое(-ие) действие(-я) электрического тока наблюдается(-ются) для всех проводников с током?

4) тепловое и магнитное

Рассмотрим все предложенные варианты действия тока на проводник.

1) Тепловое действие тока — электрический ток вызывает разогревание проводников. Наблюдается для всех проводников, кроме сверхпроводящих, в сверхпроводниках потерь тепла не происходит.

2) Химическое действие тока — при прохождении электрического тока через электролит возможно выделение веществ, содержащихся в растворе, на электродах. Наблюдается в жидких проводниках.

3) Магнитное действие тока — проводник с током приобретает магнитные свойства. Наблюдается при наличии электрического тока в любых проводниках (твердых, жидких, газообразных).

Правильный ответ указан под номером 3.

Аналоги к заданию № 37: 5315 Все

1 ответ — для сверхпроводников неверно. Нет потерь тепла. А магнитное — для всех

Сверхпроводник — материал, который при определенных условиях приобретает сверхпроводящие свойства. Ни о таких материалах, ни о соответствующих условиях в вопросе речи не было.

Задание 18 № 8801

Установите соответствие между техническими устройствами и физическими явлениями, лежащими в основе принципа их действия. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Б) индукционная плита

1) электромагнитная индукция

2) действие магнитного поля на проводник с током

3) тепловое действие тока

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

В электропаяльнике происходит нагрев рабочей поверхности за счет прохождения по ней электрического тока, что является подтверждением теплового действия тока. (А — 3).

Индукционная плита — кухонная электрическая плита, разогревающая металлическую посуду индуцированными вихревыми токами, создаваемыми высокочастотным магнитным полем частотой 20–100 кГц. В ее принципе действия лежит явление электромагнитной индукции. (Б — 1).

Задание 4 № 8818

Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.

Электрическая дуга — это один из видов газового разряда. Получить её можно следующим образом. В штативе закрепляют два угольных стержня заострёнными концами друг к другу и присоединяют к источнику тока. Когда угли приводят в соприкосновение, а затем слегка раздвигают, между концами углей образуется яркое пламя, а сами угли раскаляются добела. Дуга горит устойчиво, если через неё проходит постоянный электрический ток. В этом случае один электрод является всё время положительным (анод), а другой — отрицательным (катод).

Читайте так же:
Идеализированный пассивный элемент преобразующий энергию электрического тока в тепло

Для поддержания дугового разряда нужно небольшое напряжение, дуга горит при напряжении на её электродах 40 В. Сила тока в дуге довольно значительна, а сопротивление невелико; следовательно, светящийся газовый столб ________ (А) проводит электрический ток. Ионизацию в пространстве между электродами вызывают своими ударами о ________ (Б) электроны, испускаемые катодом дуги. Большое количество испускаемых ________ (В) обеспечивается тем, что катод нагрет до очень высокой температуры. Когда для зажигания дуги вначале угли приводят в соприкосновение, то в месте контакта, обладающем очень большим сопротивлением, выделяется огромное количество ________ (Г). Поэтому концы углей сильно разогреваются, и этого достаточно для того, чтобы при их раздвижении между ними вспыхнула дуга. В дальнейшем катод дуги поддерживается в накалённом состоянии самим током, проходящим через дугу.

Список слов и словосочетаний:

3) молекулы газа

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами. Цифры могут повторяться.

Электрический ток в металлах: подробное объяснение

Электрический ток в металлах представляет собой упорядоченное движение свободных электронов. Более подробно об этом читайте далее в нашей статье.

Важно знать

Как известно, электрический ток — это упорядоченный поток носителей электрического заряда. Носители — это заряженные частицы, способные свободно перемещаться во всем объеме тела.

В случае металлов этими частицами являются электроны, которые высвобождаются при образовании связи между атомами металла.

Известно, что металлы в твердом состоянии имеют кристаллическую структуру. Частицы в кристаллах расположены в определенном порядке, образуя пространственную решетку (кристалл).

Наконец, кристаллическая решетка металла образована положительными ионами, погруженными в «облако» хаотически движущихся так называемых свободных электронов, также называемых электронами проводимости. В зависимости от валентности атомов металла, один атом может освободить от одного до трех электронов при образовании металлических связей. Число таких высвобожденных электронов непосредственно переводится в число носителей заряда. Это является одним из факторов, влияющих на способность металла проводить электрический ток.

Доказательством того, что ток в металлах вызывается электронами, послужили эксперименты наших отечественных физиков Леонида Исааковича Мандельштама и Николая Дмитриевича Папалекси, а также американских физиков Бальфура Стюарта и Роберта Толмана.

Способность металла проводить электрический ток может быть описана физической величиной, называемой удельным электрическим сопротивлением. Эта физическая величина обозначается греческой буквой ρ (читается как «ро»). Единицей измерения удельного сопротивления является Ом · м, т.е. произведение Ом на метр. Удельное сопротивление — это константа, которая характеризует материал и имеет различные значения для разных материалов. Например, удельное сопротивление меди составляет 1.72*10 -8 Ом · м. Это означает, что электрическое сопротивление медного проводника длиной 1 метр и площадью поперечного сечения 1 м равно 1.72*10 -8 Ом . В целом, чем ниже удельное сопротивление материала, тем лучше он проводит электрический ток.

В таблице ниже приведены некоторые примеры удельного сопротивления часто используемых металлов.

МеталлУдельное сопротивление (Ом · м)
Серебро1.59*10 -8
Медь1.72*10 -8
Алюминий2.82*10 -8
Вольфрам5.6*10 -8
Железо10*10 -8

Удельное электрическое сопротивление может быть связано с микроскопическими свойствами материала. В частности, он зависит от концентрации носителей заряда и их подвижности.

Движение свободных электронов в металлах не является полностью «свободным», поскольку во время их движении они взаимодействуют с другими электронами, и прежде всего с ионами кристаллической решетки. Специфика этого движения описывается так называемой классической моделью проводимости.

Основные предположения и выводы этой модели представлены в большом упрощении ниже.

Классическая модель проводимости

Без внешнего электрического поля электроны совершают тепловые хаотические движения, сталкиваясь друг с другом, а также сталкиваясь с ионами кристаллической решетки. В результате такого движения среднее положение электронов практически не меняется (см. рис. 1.).

Пример траектории электрона во время его хаотического движения в металле

Рис. 1. Пример траектории электрона во время его хаотического теплового движения в металле

Из-за квантовых эффектов, и в частности из-за принципа запрета Паули, который не позволяет всем электронам занимать самое низкое энергетическое состояние, средняя скорость электронов в металлах, связанная с их хаотическим тепловым движением, больше, чем скорость частиц в классическом идеальном газе той же температуры. Она составляет порядка 10 м/с.

Если электрическое напряжение U приложено к концам проводника длиной L в нем появится электрическое поле с напряженностью E = U / L

Под действием этого внешнего поля, согласно второму закону динамики, электроны ускоряются: a = F / m,

где F = e*E — сила, с которой электрическое поле действует на электрон с зарядом e. Таким образом, ускорение электрона составляет: a = e*E / m .

Ускоренное движение электрона длится лишь довольно короткое время, пока он не столкнется с ионом
кристаллической решетки. В результате такого столкновения электрон теряет практически всю свою кинетическую энергию. Однако замедленный электрон не остается в состоянии покоя — он снова ускоряется под действием электрического поля, снова сталкивается с одним из ионов из ионы кристаллической решетки и т.д. Этот эффект добавляет к скорости тепловых движений дополнительную направленную среднюю скорость u, которая из-за отрицательного заряда электрона имеет направление, противоположное напряженности внешнего электрического поля. Эта скорость называется средней скоростью дрейфа (рис. 2).

Читайте так же:
Единицы измерения количества теплоты выделяемое проводником с током

Дрейф электрона под действием внешнего электрического поля

Рис. 2. Дрейф электрона под действием внешнего электрического поля

В проводнике начинает течь электрический ток с силой тока I (см. рисунок 3).

Дрейфующие электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки

Рис. 3. Дрейфующие электроны сталкиваются с ионами кристаллической решетки

Предполагая, что движение электрона равномерно ускоряется между столкновениями с ионами решетки, с ускорением a = e*E / m , и предполагая, что в результате столкновения электрон передает всю свою кинетическую энергию кристаллической решетке, мы можем вычислить скорость, которую развивает электрон в своем свободном движении: v = a*τ . В этой формуле τ — средний интервал времени между последующими столкновениями дрейфующего электрона с ионами кристаллической решетки.

Поскольку при равномерно ускоренном движении без начальной скорости средняя скорость является средним арифметическим начальной (равной нулю) и конечной скоростью, то получаем: u = v / 2 = e*E*τ / 2*m .

Из полученной формулы следует, что скорость дрейфа, помимо внешнего электрического поля, определяется средним интервалом времени между столкновениями электронов с ионами решетки. Этот параметр зависит от многих факторов (включая температуру, кристаллическую структуру металла, дефекты кристаллической структуры, примеси) и, как выясняется, существенно влияет на электрическое сопротивление материала.

Средняя дрейфовая скорость электронов составляет порядка 10 -4 м/с. Она очень мала по сравнению со скоростью теплового движения, которая составляет порядка 10 6 м/с.

Классическая теория проводимости достаточно хорошо описывает явление электропроводности в металлах. Однако эта теория не может объяснить экспериментально наблюдаемую зависимость электрического сопротивления от температуры.

Причина упомянутой неудачи классической теории проводимости заключается в том, что она не учитывает влияние ионов решетки на движение электронов между столкновениями. Более близкие к реальности результаты дает квантовая теория проводимости, которая описывает электроны как частицы, подверженные квантовой статистике, движущиеся в периодическом электрическом поле, создаваемом положительными ионами решетки.

Выводы простым языком

Отрицательный заряд всех свободных электронов по абсолютному значению равен положительному заряду всех ионов решётки. Поэтому в обычных условиях металл электрически нейтрален. Свободные электроны в нём движутся беспорядочно. Но если в металле создать электрическое поле, то свободные электроны начнут двигаться направленно под действием электрических сил. Возникнет электрический ток. Беспорядочное движение электронов при этом сохраняется, подобно тому как сохраняется беспорядочное движение в стайке мошкары, когда под действием ветра она перемещается в одном направлении.

« Скорость движения самих электронов в проводнике под действием электрического поля невелика — несколько миллиметров в секунду, а иногда и ещё меньше. Но как только в проводнике возникает электрическое поле, оно с огромной скоростью, близкой к скорости света в вакууме (300 000 км/c), распространяетcя по всей длине проводника. »

Перышкин А. В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010

Как пример, электрический сигнал, посланный, например, по проводам из Москвы во Владивосток (s = 8000 км), приходит туда примерно через 0,03 с.

Одновременно с распространением электрического поля все электроны начинают двигаться в одном направлении по всей длине проводника. Так, например, когда цепь электрической лампы замкнута, электроны в спирали лампы также движутся упорядоченно.

Сравнение электрического тока с потоком воды в водопроводной системе и распространения электрического поля с распространением давления воды поможет нам понять это. Когда вода поднимается в резервуар для воды, давление (напор) воды очень быстро распространяется по всей системе водоснабжения. Когда мы включаем кран, вода уже находится под давлением и сразу же начинает течь. Но вода, которая была в кране, течет, а вода из башни достигает крана гораздо позже, потому что вода движется с меньшей скоростью, чем распространяется давление.

Когда говорят о скорости распространения электрического тока в проводнике, то имеют в виду скорость распространения по проводнику электрического поля.

Движение. Относительность движения

*с емкостным сопротивлением Емкостное сопротивление — это противодействие электродвижущей силы заряжаемого конденсатора заряду этого конденсатора. Вся энергия затрачиваемая источником тока на преодоление емкостного сопротивления превращается в энергию электрического поля конденсатора. Когда конденсатор будет разряжаться вся энергия электрического поля вернется обратно в цепь в виде энергии электрического тока. Таким образом емкостное сопротивление является реактивным.

*с индуктивным сопротивлением Индуктивное сопротивление — это противодействие тока самоиндукции катушки нарастающему току генератора. На преодоление этого противодействия затрачивается часть энергии переменного тока генератора. Вся эта часть энергии полностью превращается в энергию магнитного поля катушки. Когда ток генератора будет убывать, магнитное поле катушки тоже будет убывать пересекая витки катушки и индуктируя в цепи ток самоиндукции. Теперь ток самоиндукции будет идти в одном направлении с убывающим током генератора. Таким образом вся энергия затраченная током генератора на преодоление противодействия тока самоиндукции катушки полностью вернулась в цепь в виде энергии электрического тока. Поэтому индуктивное сопротивление является реактивным, что значит не вызывающим безвозвратных потерь энергии. Слово реакция обозначает обратное действие.

  1. ^ Действие магнитного поля на проводник с током.Закон Ампера Закон Ампера устанавливает, что на проводник с током, помещенный в однородное магнитное поле, индукция которого В, действует сила, пропорциональная силе тока и индукции магнитного поля: F = BIlsina (a — угол между направлением тока и индукцией магнитного поля ). Эта формула закона Ампера оказывается справедливой для прямолинейного проводника и однородного поля. Если проводник имеет произвольную формулу и поле неоднородно, тоЗакон Ампера принимает вид: dF = I*B*dlsina Закон Ампера в векторной форме: dF = I [dl B] Сила Ампера направлена перпендикулярно плоскости, в которой лежат векторы dl и B. Для определения направления силы, действующей на проводник с током, помещенный в магнитное поле, применяется правило левой руки.
  1. ^ Магнетики, диамагнетики и парамагнетики. Магнитные материалы, Магнетики — материалы, вступающие во взаимодействие с магнитным полем, выражающееся в его изменении, а также в других физических явлениях — изменение физических размеров, температуры, проводимости, возникновению электрического потенциала и т. д. В этом смысле к магнетикам относятся практически все вещества (поскольку ни у какого из них магнитная восприимчивость не равна нулю точно), большинство из них относится к классам диамагнетиков (имеющие небольшую отрицательную магнитную восприимчивость — и несколько ослабляющие магнитное поле) или парамагнетиков (имеющие небольшую положительную магнитную восприимчивость — и несколько усиливающие магнитное поле); более редко встречаются ферромагнетики (имеющие большую положительную магнитную восприимчивость — и намного усиливающие магнитное поле), о еще более редких классах веществ по отношению к действию на них магнитного поля — см. ниже.К магнитным материалам с точки зрения техники относят вещества, обладающие определенными магнитными свойствами и используемые в современной технологии. Магнитными материалами могут быть различные сплавы, химические соединения, жидкости. В основном магнитные материалы относятся к группе ферромагнетиков и делятся на две большие группы — Магнитотвёрдые материалы и Магнитомягкие материалы. В то же время в связи с успехом в науках изучающих магнетизм и с развитием большой исследовательской работы в области изучения магнитных материалов, появились новые большие группы магнитных материалов: магнитострикционные материалы, магнитооптические материалы, термомагнитные материалы.
  1. Ферамагнетики Ферромагнетики — вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом или аморфном состоянии), в которых ниже определённой критической температуры (точки Кюри) устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов или ионов (в неметаллических кристаллах) или моментов коллективизированных электронов (в металлических кристаллах). Иными словами, ферромагнетик — такое вещество, которое, при температуре ниже точки Кюри, способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля. Последние исследования в области физики показали, что некоторые ферромагнетики, при создании определенных условий, могут приобретать пара магнетические свойства при температурах, которые существенно выше точки Кюри. Поэтому ферромагнетики, наряду со многими другими магнетическими веществами, остаются, как оказалось, плохо изученными веществами до сих пор.
Читайте так же:
Тепловые источники тока устройство 1


    ^ Строение атомного ядра. Связь между массой и энергией Проблему строения атомного ядра удалось решить лишь после того, как в 1932 г. Д. Чэдвиком (1891-1974) была открыта новая частица — нейтрон. В этом же году советский физик Д. Иваненко и немецкий ученый В. Гей-зенберг (1901-1976) предложили протонно-нейтронную модель ядра.Протон обладает положительным зарядом qp= 1,6-10 -19 Кл и массой mр= 1836,2 mе= 1,67 • КГ -27 кг = 1,00728 а.е.м. Нейтрон — электрически нейтральная частица (qn= 0), его масса покоя mn = 1838,7 mе= 1,68 • 10 -27 кг = 1,00867 а.е.м. В свободном состоянии он неустойчив: распадается на протон, электрон и антинейтрино. Его время жизни

Тепловое движение электрического тока примеры

Атомы и молекулы, из которых состоят различные вещества, находятся в состоянии непрерывного теплового движения.

Первой особенностью теплового движения является его хаотичность; ни одно направление движения молекул не выделяется среди других направлений. Поясним это: если проследить за движением одной молекулы, то с течением времени вследствие столкновений с другими молекулами величина скорости и направление движения этой молекулы изменяются совершенно беспорядочно; далее, если в какой-нибудь момент времени зафиксировать скорости движения всех молекул, то по направлению эти скорости оказываются равномерно разбросанными в пространстве, а по величине — имеют самые разнообразные значения.

Второй особенностью теплового движения является существование обмена энергией между молекулами, а также между различными видами движения; энергия поступательного движения молекул может переходить в энергию их вращательного или колебательного движения и обратно.

Обмен энергией между молекулами, а также между различными видами их теплового движения происходит благодаря взаимодействию молекул (столкновениям между ними). На больших расстояниях силы взаимодействия между молекулами очень малы и ими можно пренебрегать; на малых расстояниях эти силы оказывают заметное действие. В газах молекулы большую часть времени пребывают на сравнительно больших расстояниях друг от друга; лишь в течение весьма малых промежутков времени, оказавшись достаточно близко друг к другу, они взаимодействуют между собой, изменяя скорости своих движений и обмениваясь энергиями. Такие кратковременные взаимодействия молекул называются столкновениями. Различают два вида столкновений между молекулами:

Читайте так же:
Лучший провод для теплого пола

1) столкновения, или удары, первого рода, в результате которых изменяются только скорости и кинетические энергии соударяющихся частиц; состав или структура самих молекул не испытывают никаких изменений;

2) столкновения, или удары, второго рода, в результате которых происходят изменения внутри молекул, например изменяется их состав или относительное расположение атомов внутри этих молекул. При этих столкновениях часть кинетической энергии молекул затрачивается на совершение работы против сил, действующих внутри молекул. В некоторых случаях, наоборот, может выделиться некоторое количество энергии за счет уменьшения внутренней потенциальной энергии молекул.

В дальнейшем мы будем иметь в виду только столкновения первого рода, происходящие между молекулами газов. Обмен энергиями при тепловых движениях в твердых и жидких телах является более сложным процессом и рассматривается в специальных разделах физики. Столкновения второго рода используются для объяснения электропроводности газов и жидкостей, а также теплового излучения тел.

Для описания каждого вида теплового движения молекул (поступательного, вращательного или колебательного) необходимо задать ряд величин. Например, для поступательного движения молекулы необходимо знать величину и направление ее скорости. Для этой цели достаточно указать три величины: значение скорости и два угла и между направлением скорости и координатными плоскостями или же три проекции скорости на координатные оси: (рис. 11.1, а). Заметим, что эти три величины независимы: при данном углы и могут иметь любые значения и, наоборот, при заданном, например, угле значения и могут быть любыми. Точно так же задание определенного значения не накладывает никаких ограничений на значения наоборот. Таким образом, для описания поступательного движения молекулы в пространстве необходимо задать три независимые друг от друга величины: и или Энергия, поступательного движения молекулы будет состоять из трех независимых компонент:

Для описания вращательного движения молекулы вокруг своей оси необходимо указать величину и направление угловой скорости вращения , т. е. опять-таки три независимые друг от друга величины: и в или (рис. II. 1, б). Энергия вращательного движения молекулы также будет состоять из трех независимых компонент:

где моменты инерции молекулы относительно трех взаимно перпендикулярных координатных осей. У одноатомной молекулы все эти моменты инерции очень малы, поэтому энергией ее вращательного движения пренебрегают. У двухатомной молекулы (рис. II.1, в) пренебрегают энергией вращательного движения относительно оси, проходящей через центры атомов, поэтому, например,

Для описания колебательного движения атомов в молекуле необходимо сначала разделить это движение на простые колебания, происходящие вдоль определенных направлений. Сложное колебание удобно разложить на простые прямолинейные колебания, происходящие по трем взаимно перпендикулярным направлениям. Эти колебания независимы друг от друга, т. е. частоте и амплитуде колебаний в одном из этих направлений могут соответствовать любая частота и амплитуда колебаний в других направлениях. Если каждое из этих прямолинейных колебаний гармоническое, то его можно описать при помощи формулы

Таким образом, для описания отдельного прямолинейного колебания атомов необходимо задать две величины: частоту колебания со и амплитуду колебания Эти две величины также независимы друг от друга: при данной частоте амплитуда колебания не связывается никакими условиями, и наоборот. Следовательно, для описания сложного колебательного движения молекулы вокруг точки (т. е. своего положения равновесия) необходимо задать шесть независимых друг от друга величин: три частоты и амплитуды колебании по трем взаимно перпендикулярным направлениям.

Независимые друг от друга величины, определяющие состояние данной физической системы, называются степенями свободы этой системы. При изучении теплового движения в телах (для расчета энергии этого движения) определяют число степеней свободы каждой молекулы этого тела. При этом подсчитываются только те степени свободы, между которыми происходит обмен энергиями. Молекула одноатомного газа обладает тремя степенями свободы поступательного движения; двухатомная молекула имеет три степени свободы поступательного и две степени свободы вращательного движения (третья степень свободы, соответствующая вращению вокруг оси, проходящей через центры атомов, не учитывается). Молекулы, содержащие три

атома и больше, обладают тремя поступательными и тремя вращательными степенями свободы. Если в обмене энергиями участвует и колебательное движение, то на каждое независимое прямолинейное колебание добавляют две степени свободы.

Рассматривая раздельно поступательное, вращательное и колебательное движения молекул, можно найти среднюю энергию, которая приходится на каждую степень свободы этих видов движения. Рассмотрим сначала поступательное движение молекул: допустим, молекула обладает кинетической энергией масса молекулы). Сумма есть энергия поступательного движения всех молекул. Разделив на степеней свободы, получим среднюю энергию, приходящуюся на одну степень свободы поступательного движения молекул:

Так же можно рассчитать средние энергии, приходящиеся на одну степень свободы вращательного евращ и колебательного еколеб движений. Если каждая молекула обладает степенями свободы поступательного, степенями свободы вращательного и степенями свободы колебательного движений, то полная энергия теплового движения всех молекул будет равна

Читайте так же:
Количество теплоты в цепи переменного тока формула

В теоретической физике (где разработаны основы молекулярно-кинетической теории) установлено, что средние энергии всех видов теплового движения молекул связаны с температурой, причем для разреженных газов с достаточным приближением можно полагать, что на каждую степень свободы поступательного и вращательного движений молекул в среднем приходится одна и та же энергия, равная

где (постоянная Больцмана), абсолютная температура газа. Связь между средней энергией простого колебательного движения молекул (т. е. происходящего в одном из направлений) и абсолютной температурой имеет более сложный вид:

где (постоянная Планка), частота колебаний; постоянная Больцмана. При высоких температурах и малых частотах колебаний, когда произведение значительно больше, чем можно разложить экспоненциальную функцию в ряд и тогда формула (1.8) дает приближенное выражение Так как простое колебание обладает двумя степенями свободы, то на каждую степень свободы придется энергия, равная Таким образом, при высоких температурах и малых частотах колебаний на каждую степень свободы колебательного движения приходится столько же энергии

сколько и на одну степень свободы поступательного или вращательного движения. При таких условиях можно очень просто рассчитать суммарную энергию беспорядочного движения частиц системы, содержащей молекул:

где число степеней свободы, которым обладает одна молекула данной системы.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Тепловое движение электронов в активном сопротивлении носит хаотический характер. Под его влиянием возникают уравнительные токи, возвращающие сопротивление в нейтральное состояние. Чем выше температура и больше величина сопротивления, тем больше напряжение шумов на сопротивлении, так как с увеличением температуры возрастают скорости электронов и увеличивается мгновенное отклонение от нейтрального состояния, а с увеличением сопротивления уменьшаются уравнительные токи, возвращающие сопротивление в нейтральное состояние.  [1]

Тепловое движение электронов в резисторе носит хаотический характер. Под его влиянием возникают уравнительные токи, возвращающие резистор в нейтральное состояние. Чем выше температура и больше величина сопротивления, тем больше напряжение шумов на резисторе, так как с повышением температуры возрастают скорости электронов и увеличивается мгновенное отклонение от нейтрального состояния, а с увеличением сопротивления уменьшаются уравнительные токи, возвращающие резистор в нейтральное состояние.  [2]

Тепловое движение электронов , являясь хаотическим, не может привести к возникновению тока.  [3]

Тепловое движение электронов , летящих к сеткам и аноду, обусловливает малые беспорядочные изменения их траекторий, что приводит к флуктуа-циям токораспределения. При наличии динатронного эффекта из-за хаотичности процесса вторичной эмиссии флуктуации токораспределения усиливаются.  [4]

Тепловое движение электронов вследствие своей хаотичности не может привести к возникновению электрического тока.  [5]

Почему тепловое движение электронов не может привести к возникновению электрического тока.  [6]

Энергия теплового движения электронов в металле недостаточна для того, чтобы они могли самопроизвольно выйти из металлической решетки.  [7]

Направление теплового движения электронов в проводниках хаотично.  [8]

Вследствие теплового движения электронов рассеянный поток не будет уже монохроматическим, а приобретает допле-ровскую форму распределения по спектру с полушириной 6Ajj ( 17), определяемой темп-рой электронов Тэ. Возможности наблюдения / затруднены чрезвычайной малостью а. Они становятся, по-видимому, реальными лишь при условии применения кватпповых генераторов, позволяющих получить достаточно большие значения / 0 и, вместе с тем, высокую степень монохроматичности потока. А), первичное излучение легко отфильтровывается. Экспериментальная проверка его еще не завершена.  [9]

Вследствие теплового движения электронов в каждом резисторе возникает напряжение шума, полоса частот которого простирается от низких до высоких частот. Шум называется белым, если спектральная плотность мощности шума dPJdf не зависит от частоты. Это условие в первом приближении выполняется для шума резисторов.  [11]

Хаотичность теплового движения электронов в катоде лампы приводит к тому, что в каждый момент времени количество электронов, обладающих энергией, достаточной для преодоления потенциальногобарь-ера, и находящихся близко от этой границы, оказывается различным. В результате возникают флуктуации тока эмиссии — дробовой эффект.  [12]

Учет теплового движения электронов среды приводит к пространственной дисперсии диэлектрической проницаемости. Было показано, что во многих случаях влияние пространственной дисперсии незначительно, но оно становится заметным, например, для релятивистской плазмы.  [13]

Средняя скорость теплового движения электронов равна нулю, поскольку в любых двух противоположных направлениях за данный промежуток времени проходит одинаковое число электронов с одинаковыми по величине, но противоположными по знаку скоростями. При наличии внешнего электрического поля все электроны проводимости совершают также регулярное движение в одном и том же направлении ( противоположном направлению поля, так как заряд электронов отрицателен), которое ( движение) накладывается на их хаотическое движение. Вследствие этого движение электронов оказывается не вполне хаотическим, а средняя скорость движения электронов не равной нулю, что и является причиной появления электрического тока.  [14]

Чем больше скорость теплового движения электронов , тем меньшее время они взаимодействуют с примесными ионами и тем меньше искривляются траектории движения электронов.  [15]

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector