Творческое задание, страница 119 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Подготовьте сообщение с ppt-презентацией (на выбор):

1. Использование электризации на производстве.

2. Методы борьбы с вредным проявлением электризации.

1. Использование электризации на производстве.

Электризация, или накопление статического электрического заряда, является физическим явлением, которое нашло широкое применение в различных отраслях промышленности. Несмотря на то, что статическое электричество часто воспринимается как негативный побочный эффект, его целенаправленное использование позволяет оптимизировать технологические процессы, повысить качество продукции и снизить вредное воздействие на окружающую среду. Основные направления использования электризации включают следующие.

Электростатическая покраска. Этот метод основан на притяжении разноименно заряженных тел. Окрашиваемой детали, как правило, металлической, сообщают отрицательный заряд (чаще всего путем заземления), а частицам краски, вылетающим из распылителя, — положительный. В результате силовые линии электрического поля направляют частицы краски к поверхности детали, заставляя их равномерно покрывать ее со всех сторон, включая труднодоступные места и обратную сторону. Это позволяет значительно сократить расход краски (до 40-50%), уменьшить количество вредных выбросов в атмосферу и получить очень качественное и ровное покрытие.

Электростатические фильтры (электрофильтры). Они применяются для очистки промышленных газов от пыли и других взвешенных частиц на теплоэлектростанциях, цементных заводах, металлургических комбинатах. Принцип действия заключается в следующем: внутри фильтра создается сильное электрическое поле с помощью высоковольтных электродов. Проходя через это поле, частицы дыма и пыли ионизируются, то есть приобретают электрический заряд. Затем заряженные частицы притягиваются к осадительным электродам, имеющим противоположный знак заряда, и оседают на них. Периодически электроды очищаются от накопившегося слоя пыли. Эффективность таких фильтров достигает 99%, что делает их незаменимым инструментом в борьбе за чистоту воздуха.

Ксерография и лазерная печать. В основе работы копировальных аппаратов и лазерных принтеров лежит явление электризации. Ключевым элементом является фоточувствительный барабан, который предварительно равномерно заряжается. Затем на него проецируется изображение оригинала. Участки барабана, на которые попал свет, теряют свой заряд, а на неосвещенных участках (соответствующих темным частям изображения) заряд сохраняется. Так создается скрытое электростатическое изображение. Далее на барабан наносится мелкодисперсный порошок — тонер, имеющий противоположный заряд. Частицы тонера прилипают только к заряженным участкам барабана. После этого к барабану прижимается лист бумаги, которому сообщается еще больший заряд, и тонер переносится на бумагу. На последнем этапе лист проходит через нагревательные элементы, где тонер плавится и прочно закрепляется на бумаге.

Электростатическое разделение (сепарация) материалов. Этот метод используется для обогащения руд и разделения смесей различных материалов, например, в индустрии переработки отходов. Смесь измельченных материалов пропускается через электрическое поле. За счет разной способности к электризации (трибоэлектрический эффект) или разной электропроводности частицы разных веществ приобретают различные по величине или знаку заряды. Под действием поля траектории их движения изменяются по-разному, что позволяет собрать их в отдельные приемники. Таким способом можно отделять металлы от пластика, минералы друг от друга и т.д.

Флокирование. Это процесс нанесения на поверхность коротких текстильных волокон (флока) для создания бархатистого покрытия. На покрытую клеем поверхность в сильном электрическом поле подаются заряженные частицы флока. Поле ориентирует волокна перпендикулярно поверхности и с силой «вбивает» их в клеевой слой, создавая плотное и ровное ворсистое покрытие. Этот метод применяется в автомобильной промышленности для отделки салонов, производстве упаковки, игрушек и сувенирной продукции.

Ответ: Явление электризации широко используется в промышленности для электростатической покраски, очистки газов с помощью электрофильтров, в технологиях копирования и печати (ксерография), для сепарации материалов и в процессе флокирования, что позволяет повысить эффективность, экономичность и экологичность производств.

2. Методы борьбы с вредным проявлением электризации.

Накопление статического электричества (электризация) на производстве часто является вредным и опасным явлением. Оно может приводить к сбоям в работе оборудования, порче продукции, а также создавать угрозу пожаров, взрывов и поражения людей электрическим током. Основные вредные проявления — это искровые разряды, способные воспламенить горючие вещества; силовое воздействие, вызывающее прилипание материалов и пыли; физиологическое воздействие на персонал. Для борьбы с негативными последствиями электризации применяют комплекс мер.

Заземление. Это наиболее простой и распространенный метод для отвода статических зарядов с электропроводящих и частично проводящих объектов. Все металлические части оборудования, трубопроводы, корпуса машин, емкости соединяются с общим контуром заземления. Это обеспечивает непрерывный сток возникающих зарядов в землю, не давая им накопиться до опасных значений. Для персонала используются специальные антистатические браслеты, обувь и одежда, а в помещениях укладывают токопроводящие полы, также соединенные с землей.

Увеличение влажности воздуха. Статическое электричество наиболее интенсивно накапливается в сухом воздухе. При повышении относительной влажности воздуха (оптимально до 65–75%) на поверхности материалов образуется тончайшая пленка влаги, которая повышает их поверхностную проводимость и способствует стеканию заряда. Для этого в производственных помещениях устанавливают системы увлажнения воздуха. Однако этот метод не всегда применим, так как высокая влажность может негативно влиять на некоторые материалы и технологические процессы, например, вызывать коррозию металлов или портить гигроскопичные продукты.

Ионизация воздуха. Этот метод является основным для нейтрализации зарядов на диэлектрических (непроводящих) материалах, с которых заряд нельзя отвести путем заземления. Вблизи наэлектризованной поверхности создается область с большим количеством положительных и отрицательных ионов воздуха. Наэлектризованный объект притягивает из воздуха ионы противоположного знака, и его заряд нейтрализуется. Для ионизации воздуха применяют специальные устройства — нейтрализаторы статического электричества (ионизаторы). Они бывают индукционными, высоковольтными (коронного разряда) или радиоизотопными.

Использование антистатических материалов и добавок. Для уменьшения способности материалов к электризации в их состав при производстве вводят специальные антистатические добавки (антистатики). Эти вещества повышают объемную или поверхностную электропроводность материала. Также поверхности материалов (например, тканей, пластмасс) можно обрабатывать антистатическими составами. В электронике для упаковки и транспортировки чувствительных компонентов широко применяются специальные антистатические пакеты, контейнеры и пенопласты, обладающие контролируемой проводимостью.

Выбор конкретного метода или их комбинации зависит от особенностей технологического процесса, свойств используемых материалов и степени опасности статического электричества в каждом конкретном случае.

Ответ: Основными методами борьбы с вредными проявлениями электризации являются заземление оборудования и персонала, повышение относительной влажности воздуха, ионизация воздуха для нейтрализации зарядов на диэлектриках, а также применение материалов со специальными антистатическими свойствами или обработка поверхностей антистатиками.