Công thức vật lý 11 chương 3: dòng điện trong các môi trường

$\rho ={\rho }_0[1+\alpha (t-t_0\left)\right]$

Phát biểu: Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể tăng, làm cho điện trở của kim loại tăng. Do đó điện trở suất $\rho$ của kim loại cũng tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất.

Chú thích: 

$\rho$: điện trở suất $(\Omega .m)$

${\rho }_0$: điện trở suất ở ${t_0}^{o}C$ $(\Omega .m)$

$\alpha$: hệ số nhiệt điện trở $\left(K^{-1}\right)$

$t-t_0$: độ biến thiên nhiệt độ $\left(K\right)$

Chú ý: 

Độ K = Độ C + 273

Độ F = Độ C x 1,8 +32

Điện trở suất của một số kim loại:

$\mathcal{E}={\alpha }_T(T_1-T_2)$

Phát biểu: Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện $\mathcal{E}$ trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở nhiệt độ khác nhau là hiện tượng nhiệt điện. Trong đó, $\mathcal{E}$ là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào nhau được gọi là cặp nhiệt điện.

Chú thích:

 $\mathcal{E}$: suất điện động nhiệt điện $\left(V\right)$

${\alpha }_T$: hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vào bản chất của hai loại vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện. Đơn vị: $V.K^{-1}$.

$T_1-T_2$: hiệu nhiệt độ ở đầu nóng và đầu lạnh $\left(K\right)$.

Các loại cặp nhiệt điện thường dùng:

Ứng dụng của dòng điện trong kim loại:

Có rất nhiều ứng dụng của dòng điện trong kim loại trong thực tế, nhưng phổ biến nhất là chế tạo ra nam châm điện. Mục đích của việc tạo ra nam châm điện từ dòng điện trong kim loại là vì nó có từ trường mạnh, đồng thời không bị hao phí năng lượng do tỏa nhiệt.

$k=\frac{1}{F}.\frac{A}{n}$

Phát biểu: Đương lượng điện hóa $k$ của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam $\frac{A}{n}$ của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là $\frac{1}{F}$, trong đó $F$ gọi là số Faraday.

Chú thích: 

$k$: đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực $(g/C)$

$F=96500 C/mol$: số Faraday

$A$: khối lượng mol nguyên tử của nguyên tố $\left(kg\right)$

$n$: hóa trị của nguyên tố

$m=\frac{1}{F}.\frac{A}{n}It$

Phát biểu: 

- Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường.

- Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion đi tới anode kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch.

Chú thích:

$m$: khối lượng của chất được giải phóng ra ở điện cực khi điện phân $\left(g\right)$

$F=96500 C/mol$: số Faraday

$A$: khối lượng mol nguyên tử của nguyên tố $\left(kg\right)$

$n$: hóa trị của nguyên tố

$I$: cường độ dòng điện trong dung dịch điện phân $\left(A\right)$

$t$: thời gian điện phân $\left(s\right)$

Ứng dụng:

Hiện tượng điện phân có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất và đời sống như luyện kim, tinh luyện đồng, điều chế clo, xút, mạ điện, đúc điện,...

1. Luyện nhôm

Bể điện phân có cực dương là quăng nhôm nóng chảy, cực âm bằng than, chất điện phân là muối nhôm nóng chảy, dòng điện vào khoảng 10000A.

2. Mạ điện

Bể điện phân có cực dương là một tấm kim loại để mạ, cực âm là vật cần mạ, chất điện phân thường là dung dịch muối kim loại để mạ. Dòng điện được chọn một cách thích hợp để đảm bảo chất lượng của lớp mạ.

Michael Faraday (1791 - 1867)

$m=kq$

Phát biểu: Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.

Chú thích:

$m$: khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân $\left(g\right)$

$k$: đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực $(g/C)$

$q$: điện lượng chạy qua bình $\left(C\right)$