Номер 2, страница 175, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Электростатика и постоянный электрический ток. Глава VIII. Постоянный электрический ток. Параграф 44. Электрический ток в жидкостях и газах - номер 2, страница 175.

Условие.

°2. Чем различаются виды зависимости от температуры удельного сопротивления электролитов и металлов?

Решение 2.

Решение

Зависимость удельного сопротивления от температуры для металлов и электролитов имеет противоположный характер. Это обусловлено различиями в механизмах электропроводности и природе носителей заряда в этих веществах.

Для металлов характерно увеличение удельного сопротивления с ростом температуры. В металлах носителями заряда являются свободные электроны. При повышении температуры увеличивается интенсивность тепловых колебаний ионов, находящихся в узлах кристаллической решетки. Эти колебания создают препятствия для направленного движения свободных электронов, приводя к более частым столкновениям. В результате подвижность электронов уменьшается, что и вызывает рост удельного сопротивления. Эта зависимость для не слишком больших изменений температуры близка к линейной:

$ \rho = \rho_0(1 + \alpha (T - T_0)) $

где $ \rho_0 $ — удельное сопротивление при температуре $ T_0 $, а $ \alpha $ — температурный коэффициент сопротивления, который для металлов положителен ($ \alpha > 0 $).

Для электролитов, наоборот, характерно уменьшение удельного сопротивления с ростом температуры. В электролитах (растворах или расплавах солей, кислот, щелочей) носителями заряда являются положительные и отрицательные ионы. На их проводимость влияют два основных фактора, которые усиливаются с ростом температуры. Во-первых, увеличивается степень электролитической диссоциации, то есть большее количество молекул распадается на ионы, увеличивая их концентрацию. Во-вторых, уменьшается вязкость растворителя, что приводит к увеличению подвижности ионов. Оба этих эффекта ведут к увеличению электропроводности и, следовательно, к уменьшению удельного сопротивления.

Ответ: Основное различие заключается в том, что при повышении температуры удельное сопротивление металлов увеличивается, а удельное сопротивление электролитов уменьшается. Это связано с тем, что в металлах рост температуры затрудняет движение свободных электронов из-за усиления колебаний ионов кристаллической решетки, в то время как в электролитах рост температуры увеличивает количество и подвижность ионов, которые являются носителями заряда.