Вольтов столб. Чертёж из рукописи А. Вольта. - раздел Образование, ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Кружки Цинковыми, А Картон — Сукном. В Результате Получилась Удобная Компакт...
кружки цинковыми, а картон — сукном. В результате получилась удобная компактная батарея.
Вольта обнаружил, что при сочетании меди и цинка получаются «сильные» элементы, а из меди и серебра —
«слабые». Исследовав многие проводники, он расположил их в ряд, известный впоследствии как ряд Вольта (сейчас его называют рядом напряжений). Чем дальше отстоят друг от друга металлы в этом ряду, тем сильнее будет разряд собранного из них источника тока. Так впервые была показана связь между химической природой вещества и электричеством.
ВОЛЬТОВ СТОЛБ — ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ?
Вольта считал, что причиной возникновения электричества в гальваническом элементе является контакт двух разнородных металлов, а в них самих никаких изменений не происходит. Ясно, что в этом случае элемент должен работать вечно. Правда, на практике вечного элемента никогда не получалось, любой из них рано или поздно прекращал работу.
Другие исследователи заметили, что в работающем гальваническом
«ОГРОМНАЯ НАИПАЧЕ БАТАРЕЯ»
Изобретение Вольта быстро привлекло внимание учёных ещё и потому, что позволяло проводить длительные разнообразные опыты, в том числе и химические. Раньше, когда единственным источником тока служила электрофорная машина, заряжавшая простейшие накопители электричества — лейденские банки, многие эксперименты были невозможны. Восторженные отзывы об открытии Вольта шли потоком. Вот, например, слова его биографа французского физика Доминика Франсуа Араго (1786—1853): «Столб, составленный из кружков медного, цинкового и влажного суконного. Чего ожидать априори от такой комбинации? Но это собрание, странное и, по-видимому, бездействующее, этот столб из разнородных металлов, разделённых небольшим количеством жидкости, составляет снаряд, чуднее которого никогда не
изобретал человек, не исключая даже телескопа и паровой машины».
Во многих лабораториях началось настоящее заочное состязание физиков — кто построит самую мощную гальваническую батарею? Первыми об открытии Вольта узнали в Англии: в письме президенту Лондонского королевского общества Джозефу Бэнксу (1743—1820) от 20 марта 1820 г. изобретатель описал различные конструкции гальванических элементов. Бэнкс ознакомил с этим посланием своих коллег, и уже в конце апреля того же года Энтони Карлейль (1 768—1 840) изготовил вольтов столб из 17 последовательно соединённых цинковых кружков и монет в полкроны (тогда их чеканили массой 14,1 г из серебра 925-й пробы). Затем число элементов батареи было увеличено до 36. В первых же опытах наблюдалось разложение воды с образованием газов.
Знаменитый английский физик Гемфри Дэви сначала проводил опыты с батареей, подаренной ему самим Вольта, но затем стал изготовлять всё более мощные собственные конструкции из медных и цинковых пластинок, разделённых водным раствором аммиака. Если первая его батарея состояла из 60 таких элементов, то выполненная несколько лет спустя — уже из 1000.
Ещё более грандиозную батарею построил задолго до Дэви русский физик-самоучка Василий Владимирович Петров (1761—1834). Профессор Петербургской медико-хирургической академии, он оборудовал здесь богатый по тем временам физический кабинет, для которого приобрёл коллекцию физических приборов. В 1802 г. Петров создал гальваническую батарею, состоящую из 4200 медных и цинковых пластин.
Между металлическими кружками диаметром около 4 см прокладывались картонные, пропитанные раствором хлорида аммония. «Столб Петрова», в отличие от вольтова, располагался го-
элементе протекают химические процессы. В частности, поверхность цинка в соляном растворе при работе вольтова столба подвергается коррозии. Впоследствии было доказано, что именно химические реакции на границе проводников I и II рода, т. е. электродов и растворов, и являются источником возникновения электрической энергии. Эти процессы можно представить уравнениями: М®М++е или М®М2++2е.
Таким образом, гальванический элемент — это устройство, в котором химическая энергия превращается в электрическую, а закон сохранения энергии выполняется и в этом случае: после завершения химических реакций ток прекращается.
Сразу же после создания химического источника электрической энергии возникла и стала бурно развиваться новая наука — электрохимия. В лабораториях разных стран учёные собирали гальванические батареи, пропускали ток через растворы различных веществ и с интересом наблюдали, что при этом происходит. На
этом пути было сделано множество важных экспериментальных открытий: установлено, например, что на проводниках, через которые ток вводится в обычную речную воду, выделяются водород и кислород, водные растворы солей щелочных металлов разлагаются с выделением водорода и образованием щелочей на одном полюсе и выделением кислорода и образованием кислот — на другом.
Пожалуй, самым замечательным результатом электрохимических работ того времени было проведённое английским химиком Гемфри Дэви разложение щелочей и получение из их расплавов новых элементов — калия и натрия. До этого никому и никаким способом не удавалось разложить на элементы гидроксиды калия и натрия. Позже Дэви получил электролизом барий, кальций, стронций, магний и бор. Кстати, открытие натрия стоило ему очень дорого: образовавшийся при электролизе
На сайте allrefs.net читайте: "ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Вольтов столб. Чертёж из рукописи А. Вольта.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
ВЕЩЕСТВО И ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
В конце XVIII в. итальянские учёные Луиджи Гальвани (1737—1798) и Алессандро Во'льта (1745—1827) создали первый химический источник тока. С этого открытия в истории цивилизации началась новая эра
Опыт Л. Гальвани. Гравюра. 1791 г.
объяснения. Прежде всего следовало ответить на вопрос: почему при замыкании цепи из двух металлических проводков лапка сокращается, какой раздражитель вызывает сокращения? Гальвани дал правильный
Гемфри Дэви.
ризонтально в сухих узких деревянных ящичках. Батарея состояла из трёхметровых рядов, соединённых последовательно медными скобками. Теоретически подобное устройство из 2100 мелно-цинковых пар мо
Лаборатория М. Фарадея. Гравюра. XIX в.
Значение этого закона, совершенно чётко связывающего электричество с химическими свойствами веществ, трудно переоценить. Известный английский электрохимик, сконструировавший один из первых галь
Ряд напряжений металлов.
следующие, но ни один из предыдущих. Поскольку водород во многих отношениях близок к металлам, его тоже поместили в этот ряд — он оказался перед медью; однако сам водород металлы, как правило, н
ЭТИ ЗАГАДОЧНЫЕ КОЛЛОИДЫ
В середине XIX в. английский химик Томас Грэм (1805—1869) обнаружил вещества с загадочными свойствами. При выпаривании их растворов вместо кристаллов получались аморфные студенистые массы. Они име
Коллоидные растворы (золи) золота.
щелевой ультрамикроскоп, с помощью которого можно было разглядеть частицы диаметром менее 0,01 мкм. Они-то и выдвинули идею универсальности коллоидного, или дисперсного (от лат.
Пётр Александрович Ребиндер.
к единице площади, характеризует поверхностное натяжение с. Вот почему коллоидные частицы обладают избытком энергии по сравнению с той же массой сплошного вещества. «Лишняя» энергия делает колло
ТЕПЛО ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
Важнейшая особенность химических процессов — образование новых веществ. Однако не менее важно и то, что они протекают с выделением или поглощением энергии. В первом случае реакции называются эк
И температуру, и крепость спиртных напитков измеряют в градусах.
Напоминания об этой теории сохранились даже в современном разговорном языке. Так, мы говорим, что теплота «течёт» от горячего тела к холодному, как будто речь идёт о жидкости. Слово «температура»
Эмануэль Клаузиус.
ЯЗЫК СОВРЕМЕННОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
Всякий объект, который изучает термодинамика, называется термодинамической системой. Система — это некоторая часть материального мира, ограниченная
Юлиус Роберт Майер.
«официальным» учёным, входящим в университетскую корпорацию. В конце концов Мор послал статью в Вену и... забыл о ней. Лишь спустя 30 лет он случайно обнаружил, что его работу всё-таки напечатали!
Джеймс Прескотт Джоуль
Позднее величина механического эквивалента теплоты несколько раз уточнялась. Джоуль в 1843 г. получил значение 460 кГм, американский физик Генри Август Роуланд (1848—1901) в 1880 г. — 427 кГм, ч
Герман Иванович Гесс.
КАК ИЗМЕРЯЮТ ТЕПЛОТУ
Количество теплоты измеряют по её переносу от одного тела к другому. Повышение температуры тела определяется его теплоёмкостью: С = Q/DT, где С — тепло
Живой организм — это тоже своего рода тепловая машина.
джоуль. Поскольку пища — разнородная смесь, её калорийность, как правило, приводят в виде средних значений в расчёте на 100 г.
Начало таким измерениям положили Антуан Лавуазье и Пьер С
БЫТЬ ИЛИ НЕ БЫТЬ РЕАКЦИИ? ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
Едва ли найдётся другая научная теория, столь простая по своим основным идеям и столь универсальная по охвату разнообразных природных явлений и процессов, как термодинамика. Она объясняет плавле
Людвиг Больцман.
а воздух в комнате нагревается. Однако обратный процесс невозможен, хотя он и не противоречил бы первому закону.
Оказывается, правило таково: самопроизвольные процессы всегда сопровождаю
Уильям Томсон, лорд Кельвин.
Как видим, формулировки Клаузиуса и Кельвина накладывают определённые ограничения на использование теплоты для производства работы и обосновывают невозможность создания вечного д
Вечный двигатель. Старинная гравюра.
Таким образом, изменение энтропии является однозначным критерием самопроизвольности реакции, протекающей в изолированной системе:
DS>0 — реакция протекает самопроизвольно;
Энтропия — царица хаоса.
реакция протекает с увеличением числа молей газов в системе, то энтропия системы возрастает, и наоборот. Например, энтропия сильно увеличивается в реакции СаСО3=СаО+СО2 и у
СКОРОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ
(CuОН)2СО3.
Золотые украшения сохраняют свою красоту и блеск веками. А вот брошенный на улице старый автомобиль спустя несколько лет превращается в груду ржавого м
Механизм бимолекулярной реакции.
*Изомеризация — изменение строения без изменения состава молекулы.
ТЕОРИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ
Если реакции протекают при столкновении молекул, то скорость реакций должна напрямую
При нагревании.
где g — температурный коэффициент, который показывает, во сколько раз увеличивается скорость реакции при нагревании на 10 °С (или, что одно и то же, на 10 К).
Однако правило Вант-Гоффа спр
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
КОГДА РЕАКЦИЯ ОСТАНАВЛИВАЕТСЯ
Если смешать растворы кислоты и щёлочи, образуются соль и вода, например:
НСl+NaOH=NaCl+H2O. Если же попытаться провести реакцию хлорида
Анри Луи Ле Шателье.
РАССЧИТЫВАЕМ КОНЦЕНТРАЦИЮ КИСЛОТЫ
Константы равновесия определены для очень многих реакций. В большинстве случаев известно и то, как изменяется величина Кравн в з
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов