Опыт, страница 284 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

Из толстого медного провода сделайте два электрода, включите их в цепь, содержащую батарейку, лампочку, соединительные провода. Опустите эти электроды в дистиллированную воду. Убедитесь, что лампочка не горит. Затем насыпьте в воду немного сахара. Будет ли гореть лампочка? И наконец, добавьте немного соли. А теперь — загорелась ли лампочка? Объясните результаты эксперимента.

Будет ли гореть лампочка? (после добавления сахара)
Нет, лампочка гореть не будет. Сахар (сахароза, $C_{12}H_{22}O_{11}$) является неэлектролитом. При растворении в воде он распадается на отдельные нейтральные молекулы, а не на ионы. Электрический ток в жидкостях представляет собой направленное движение заряженных частиц (ионов). Поскольку в растворе сахара свободные ионы отсутствуют, он не проводит электрический ток, и электрическая цепь остается разомкнутой.

Ответ: Нет, лампочка гореть не будет.

А теперь — загорелась ли лампочка? (после добавления соли)
Да, после добавления поваренной соли ($NaCl$) лампочка загорится. Соль является сильным электролитом. При растворении в воде она диссоциирует (распадается) на подвижные заряженные частицы — положительные ионы натрия ($Na^+$) и отрицательные ионы хлора ($Cl^−$). Под действием электрического поля, создаваемого источником тока (батарейкой), эти ионы начинают упорядоченно двигаться к электродам с противоположным знаком заряда. Это направленное движение ионов создает электрический ток в растворе, который замыкает цепь и заставляет лампочку светиться.

Ответ: Да, лампочка загорится.

Объясните результаты эксперимента.
Результаты эксперимента объясняются способностью или неспособностью различных веществ проводить электрический ток в водных растворах. Эта способность напрямую зависит от наличия в растворе свободных носителей заряда — ионов.
1. Дистиллированная вода. В чистой (дистиллированной) воде лампочка не горит, потому что она является очень плохим проводником электричества (диэлектриком). Молекулы воды ($H_2O$) очень слабо диссоциируют на ионы ($H^+$ и $OH^−$), и их концентрация ничтожно мала, чтобы создать заметный электрический ток.
2. Раствор сахара в воде. После добавления сахара лампочка по-прежнему не горит. Сахар, как и многие другие органические вещества, является неэлектролитом. Его молекулы при растворении не распадаются на ионы, а равномерно распределяются в воде, оставаясь электрически нейтральными. Следовательно, раствор сахара не проводит электрический ток.
3. Раствор соли в воде. После добавления соли (хлорида натрия, $NaCl$) лампочка загорается. Соль — это типичный представитель электролитов, веществ с ионной кристаллической решеткой. При растворении в воде кристаллическая решетка разрушается, и в раствор переходят свободные ионы $Na^+$ и $Cl^−$. Раствор становится электропроводным. Направленное движение этих ионов в электрическом поле замыкает цепь, что приводит к свечению лампочки.
Таким образом, эксперимент демонстрирует, что электропроводность растворов обусловлена наличием в них подвижных ионов, которые образуются при растворении веществ-электролитов (солей, кислот, оснований) и отсутствуют в растворах неэлектролитов.

Ответ: Лампочка загорается только в растворе соли, так как соль (электролит) в отличие от дистиллированной воды и сахара (неэлектролита) диссоциирует в воде на ионы, которые, двигаясь упорядоченно, создают электрический ток.