Номер 22, страница 84, часть 3 - гдз по физике 9 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 3. Задания для подготовки к основному государственному экзамену по физике. Вариант 1 - номер 22, страница 84.

Условие.

При выполнении задания 22 с развёрнутым ответом используйте отдельный лист. Запишите сначала номер задания, а затем ответ на него. Полный ответ должен включать не только ответ на вопрос, но и его развёрнутое, логически связанное обоснование.

22. Проводимость проводников какого рода, по-вашему, лучше? Ответ поясните.

Решение.

Проводимость проводников первого рода (электронных проводников, например, металлов) значительно лучше, чем проводимость проводников второго рода (ионных проводников, например, электролитов). Это объясняется фундаментальными различиями в природе носителей заряда в этих веществах.

В проводниках первого рода, к которым относятся металлы, их сплавы и графит, носителями заряда являются свободные электроны. Электроны обладают очень малой массой и размерами, что позволяет им с высокой скоростью упорядоченно перемещаться в кристаллической решётке под действием внешнего электрического поля. Концентрация таких свободных электронов в металлах чрезвычайно высока, порядка $10^{28} - 10^{29} \text{ м}^{-3}$, что и обеспечивает их высокую электропроводность.

В проводниках второго рода, таких как растворы и расплавы солей, кислот и щелочей (электролиты), носителями заряда выступают ионы — положительно и отрицательно заряженные атомы или группы атомов. Ионы значительно (в сотни тысяч раз и более) массивнее и крупнее электронов. Их движение в вязкой среде (жидкости) затруднено, поэтому их подвижность на много порядков ниже подвижности электронов. Прохождение тока в электролитах также связано с переносом вещества и химическими превращениями на электродах.

Следовательно, из-за огромной разницы в подвижности и концентрации носителей заряда, проводимость проводников первого рода может быть в миллионы раз выше, чем у проводников второго рода.

Ответ: Проводимость проводников первого рода (металлов) лучше. Это обусловлено тем, что носителями электрического тока в них являются свободные электроны — очень лёгкие, подвижные частицы, присутствующие в высокой концентрации. В проводниках второго рода (электролитах) носителями тока являются ионы, которые значительно массивнее, крупнее и менее подвижны, чем электроны.