X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В настоящее время все наши представления о строении материи, свойствах веществ и о природе физических и химических явлений базируются на атомно-молекулярном учении. Всякое вещество не является чем-то сплошным, а состоит из отдельных очень малых частиц. Различия между веществами обусловлено различием между их частицами. Частицы одного вещества одинаковы, частицы различных веществ различны. При всех условиях частицы вещества находятся в движении. Чем выше температура тела, тем интенсивнее движение. Для большинства веществ частицы представляют собой молекулы. Молекула - наименьшая частица элемента, обладающая его химическими свойствами. Атом – наименьшая частица элемента, обладающая его химическими свойствами. В состав молекулы может входить различное число атомов. Атомы могут соединяться в различных соотношениях и различным образом. Поэтому при сравнительно небольшом числе химических элементов число различных веществ очень велико [1]. Именно этим объясняется различие проводимостей в электролитах.

Вещества обладают многими физическими свойствами – температуры кипения и плавления, механической прочностью, твёрдостью, проводимостью и т.д. – обусловлены числом молекул и действием межмолекулярных сил; молекулы состоят из атомов, которые соединяются друг с другом в определённых состояниях; атомы и молекулы находятся в постоянном самопроизвольном движении; молекулы простых веществ состоят из одинаковых атомов (O₂,N₂,P₄и т.д.); молекулы сложных веществ – из разных атомов (H₂O,HClи т.д.); в ходе химических реакций происходит изменение состава молекул, перегруппировка атомов, в результате чего образуются молекулы новых химический соединений. Современной наукой, развивая классическую атомно-молекулярную теорию, некоторые положения были пересмотрены.

Например, были установлены и введены новые понятия молекулярной проводимости электролитов в органических растворителях. Электропроводность раствора в органических средах с его разбавлением уменьшается, в то время, как В. Освальд и Аррениус (создатели теории электролитической ассоциации) были убеждены, что в водных растворах молекулярная электропроводимость при разбавлении увеличивается. Так в теории электролитической диссоциации, в связи с учениями о химическом равновесии, было внесено понятие равновесная концентрация электролита (КА), [K⁺] и [A^-] – равновесные концентрации ионов, где К от концентрации не зависит. К зависит от природы электролита, растворителя и температуры:

Введены новые понятия превращения и передачи электромагнитной энергии в форме работы и теплоты [2].

Новое положение о проводимостях микрочастиц в электролитах [3].

Дано исключительное различие понятий электронной и ионной проводимости [4].

Различие понятий работы под воздействием энергии статического поля и под воздействием стационарного постоянного или выпрямленного поля в проводниках первого рода и электролитах [5]. Однако несмотря на это, в электрохимической литературе [6] остаются устаревшие понятия и положения, которые, по мнению автора, можно назвать подлогом в науке и зачастую мешают разобраться: трактуя одну и ту же суть по-разному или наоборот.

Приведём пример. В электрических цепях постоянного тока параметры описываются на основании опытного закона Ома. Мощность измеряемая ваттметром [Вт]; электрический ток, измеряемый амперметром [А]; напряжение, измеряемое вольтметром, характеризуется разностью потенциалов между двумя энергетическими точками [В]. Все эти формулы справедливы только в том случае, если токоприёмник обладает идеальным свойством превращать энергию источника в теплоту. В этом и только в этом случае, корректно использовать любую схему замещения источника постоянной или выпрямленной ЭДС (рис.1,а) или источника постоянного или выпрямленного тока (рис. 1,б).

φ₁ φ_А I_к

φ₂ φ_к

Рис. 1

а) Схема замещения источника ЭДС б) Схема замещения источника тока

Как видим, при условии равенства внутреннего сопротивления r по рис. 1,а и рис. 1,б, ток короткого замыкания удовлетворяется выражением [7]. Практически все металлы обладают сущностью односторонней электронной проводимостью. При этом напомним, что в цепях Ома постоянного тока с токоприёмником первого рода, статическое поле равно нулю: (по условию). Только в этих условиях, приведённые схемы рис. 1,а и рис. 1,б имеют равнозначные выходные параметры. Токоприёмники второго рода (электролиты) обладают свойствами ионных проводимостей (микрочастиц Фарадея – анионов, катионов, движущихся с различными скоростями противополярных частиц анионов и катионов) и общей!. При этом особо отметим, в проводниках второго рода реально существует ещё и статическое поле (кроме стационарного). Таким образом, в проводниках второго рода взаимодействуют два энергетически разных поля: статическое и стационарное . В этих понятиях условие в цепях Ома с токоприёмниками второго рода не выполняется, а также в результате взаимодействия, обозначенных выше двух полей, образуется суперпозиционное поле, обладающее совершенно отличающими свойствами от статического и стационарного. Таким образом, можно принять, что опытный закон Ома для проводников второго рода не приложим, хотя бы потому, что закон Ома не включает параметр, изменяющейся от свойств среды ԑµ. Следовательно, приборы, включенные в схему рис. 1а,б аналогичны, но измеряют разные сути. Уместно вспомнить девиз «ньютонианцев»: «Легко измерять, сложнее знать, что ты измеряешь!». В этой связи заметим, что стационарное поле постоянного тока, как и поле статическое, являются полями потенциальными, однако разность потенциалов между двумя точками электростатического поля равна взятой с обратным знаком работе, совершаемой силами поля при перемещении скачком единичного положительного заряда из первой точки во вторую, т.е.. При этом предполагается, что при перемещнии пробного единичного заряда все заряды, возбуждающие поле, остаются неподвижными. Будем предполагать, что этот «скачок» обусловлен переходом электрона с одной орбиты Бора на другую, про достижении энергии, равно работе выхода [7].

Поэтому, как показано автором в ряде работ [2-5,8], можно осознанно признать, что ваттметр в электролитах измеряет максимальную работу, равную энергии, затраченную на перемещение микрочастиц (анионов и катионов) с соответствующими им скоростями и массами. Амперметр показывает ток, обусловленный показанием вольтметра, на изменяющихся сопротивлениях электролита под воздействием теплоты. Вольтметр показывает разность падения напряжений на соответствующих сопротивлениях r₊ и r_- встречно движущихся микрочастиц. Учитывая, что энергия, сообщаемая одному элементарному заряду, является электродвижущей силой Е и, что при наличии тока в цепи источник доставляет энергию со скоростью (число элементарных зарядов/с) × (Дж/эл. заряд) = Дж/с, можно определить ток в любой электролитической цепи по выявленной закономерности [8]:

, где R-тепловой коэффициент Джоуля, U – измеряемое напряжение, Z – кажущееся сопротивление. Это и есть экспериментальный закон Ома проводников второго рода.

Литература:

Энциклопедический словарь юного химика (сост. В.А. Крицман, В.В. Станцо, - М: Педагогика, 1982-368 с. ил.)

Палашов В.В. Молекулярно-кинетическая закономерность превращения энергии в форме работы или теплоты. /В.В. Палашов, З.Ф. Немцев, В.Б. Горкий, В.И. Горелкин. //Открытие. Москва. Рег. №304,2004 г.

Палашов В.В. Закономерность изменения углов преломления потоков электромагнитной энергии заряженных ионов, движущихся встречно под воздействием ЭДС в грунтовых и водных средах. Открытие. Москва. Рег. №506,2010 г.

Палашов В.В. «Электронное облако» электрона – суть распределения энергии в средах. Труды научного конгресса международного научно-промышленного форума «Великие реки - 2017.» Том 2. ННГАСУ, г. Нижний Новгород. Россия. с. 166-169.

Палашов В.В. Расчёт сторонней ЭДС в проводниках второго рода (Труды конгресса – международного научно-промышленного форума «Великие реки - 2012»), 15-18 мая 2012 г. Н. Новгород ННГАСУ. с 210-212.

Жук Н.П. Курс теории коррозии и защита металлов (Н.П. Жук. – М.: Металлургия, 1976 – 568 с.)

Поливанов К.М. Электродинамика движущихся тел. (К.М. Поливанов. - М.: Энергоиздат, 1982-192 с.)

Палашов В.В. Закономерность образования электрического постоянного или выпрямленного тока в проводниках второго рода./В.В. Палашов. Заявка на открытие, 2014г. Москва.

Код для цитирования: Скопировать