Przewodnictwo elektryczności w ciałach stałych, cieczach i ciele ludzkim

Przewodnictwo elektryczności w ciałach stałych, płynach i ciele ludzkim!

Wszystkie substancje składają się z atomów, które mają naładowane cząstki zwane elektronami i protonami. Wiesz, że elektryczność we wszystkich formach jest spowodowana ładunkami na tych cząsteczkach. Kiedy naładowane cząstki poruszają się w uporządkowany sposób, dostajemy prąd elektryczny.

Przewodnictwo w ciałach stałych:

Wśród ciał stałych, metale są dobrymi przewodnikami elektryczności. W metalach niektóre elektrony nie są bardzo ściśle związane z atomami. Poruszają się losowo w różnych kierunkach w metalu.

Po przyłożeniu napięcia do kawałka metalu, elektrony poruszają się w uporządkowany sposób w jednym kierunku. Ten przepływ elektronów jest prądem w metalu. W większości innych ciał stałych elektrony są ściśle związane z atomami i nie są łatwo dostępne do przepływu. Więc nie przewodzą elektryczności.

Przewodnictwo w płynach:

Roztopiony metal i rtęć (ciekły metal) przewodzą prąd. Przepływający przez nie prąd jest przepływem elektronów. Inne płyny przewodzą prąd, ponieważ mają jony. Czym są jony? W pewnych warunkach atom może utracić jeden lub więcej elektronów, które zostają dodane do innego atomu.

Atom, który traci elektron (lub elektrony) ma więcej protonów niż elektronów. Tak więc staje się dodatnio naładowany. A atom, który zyskuje elektrony, ma więcej elektronów niż protonów. Tak więc staje się on ujemnie naładowany.

Atom lub rodnik, który zostaje naładowany przez utratę lub pozyskanie jednego lub więcej elektronów, nazywa się jonem:

Jony niosące przeciwne ładunki mają tendencję do przyciągania się i trzymania siebie. Może to prowadzić do tworzenia związków zwanych związkami jonowymi. Na przykład atom sodu może utracić elektron, który jest uzyskiwany przez atom chloru. W ten sposób powstaje dodatnio naładowany jon sodu (Na ⁺ ) i ujemnie naładowany jon chlorkowy (CI ^- ). Powstają one razem tworząc jonowy związek NaCl.

Podobnie, jodek potasu i tlenek wapnia powstają, gdy ich przeciwnie naładowane jony spotykają się.

Kilka innych przykładów jonów i związków, które tworzą, podano w tabeli 11.1.

Kiedy związek jonowy rozpuszcza się w wodzie, dzieli się na jony składowe. Ciekła lub wilgotna pasta zawierająca jony jest nazywana elektrolitem. Gdy zwykła sól (NaCl) rozpuszcza się w wodzie, dzieli się na jony Na ⁺ i Cl-. Roztwór soli kuchennej jest więc przykładem elektrolitu. Ogólnie, kwasy i roztwory soli i zasad to elektrolity.

Jony mogą poruszać się w elektrolicie. Kiedy napięcie jest podawane na elektrody umieszczone w elektrolicie, jony zaczynają się poruszać w uporządkowany sposób. Jony dodatnie przesuwają się w kierunku katody (elektrody ujemnej), a jony ujemne przesuwają się w kierunku anody (elektrody dodatniej).

Ich przepływ stanowi prąd płynący przez elektrolit. Z tego powodu ciecze zawierające jony, takie jak kwasy i roztwory soli i zasad, przewodzą prąd. Gdy związek jonowy topi się, rozpada się na jony, które przepływają po przyłożeniu napięcia. Tak więc, stopione związki jonowe są również elektrolitami i przewodzą elektryczność.

Obecne przez ludzkie ciało:

Czasami ludzie przypadkowo dotykają przewodu sieciowego lub wadliwego urządzenia elektrycznego, którego powierzchnia znajduje się pod wysokim napięciem. Powoduje to przepływ prądu przez ciało do ziemi, powodując porażenie prądem. Nasilenie wstrząsu zależy od wielkości prądu. I jak duży prąd zależy od wielu rzeczy, w tym napięcia. Zależy również od tego, czy ciało jest suche czy mokre.

Woda z kranu, woda deszczowa i pot zawierają rozpuszczone substancje, które pomagają w przewodzeniu prądu. Tak więc, gdy ciało jest mokre, prąd, który przez nie przechodzi, jest większy niż prąd, który przeszedłby przez niego, gdyby był suchy. Napięcie około 100 woltów wywołuje uczucie mrowienia, jeśli ciało jest suche, a osoba nosi buty. Może jednak spowodować poważne oparzenia, a nawet śmierć, jeśli ciało jest mokre, a osoba jest boso.