So sánh bản chất dòng điện trong các môi trường

Câu hỏi: So sánh bản chất dòng điện trong kim loại trong chất điện phân và chất khí

Trả lời:

Chúng ta có thể so sánh bảnchất dòng điện trong kim loại trong chất điện phân và chất khí như sau:

- Giống nhau: Đều là dòng chuyển dời có hướng của các hạt tải điện.

- Khác nhau:

+ Dòng điện trong kim loại là dòng các electron tự do dịch chuyển có hướng ngược chiều điện trường.

+ Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và ion âm ngược chiều điện trường.

+Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo.

+ Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron ngược chiều điện trường.

Cùng Top lời giải tìm hiểu rõ hơn về sự khác biệt bản chất dòng điệntrong chất điện phân và chất khí nhé!

Bản chất dòng điện trong kim loại sẽ là dòng chuyển dời có hướng của các electron ngược chiều điện trường.

– Các nguyên tử kim loại và các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương.

+ Khi các ion dương này liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.

+ Chuyển động nhiệt ở các ion càng mạnh thì mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.

1. Bản chất dòng điện trong chất điện phân

Trong dung dịch, các axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion.

- Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.

+ Ion dương chạy về phía catôt nên gọi là cation

+ Ion âm chạy về phía anôt nên gọi là anion.

- Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất [theo nghĩa hẹp] đi theo. Tới điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.

- Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.

Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi gọi là hiện tượng dương cực tan.

Nội dung các định luật Faraday:

+ Định luật 1: Khôi lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.

m = kq

+ Định luật 2: Đương lượng hóa học của nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gamA/ncủa nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là1/Ftrong đó F gọi là số Faraday.

Biểu thức kết hợp nội dung hai định luật:

2. Bản chất dòng điện trong chất khí

Trong điều kiện thường thì chất khí không dẫn điện. Chất khí chỉ dẫn điện khi trong lòng nó có sự ion hóa các phân tử.

Ngọn lửa ga [nhiệt độ rất cao], tia tử ngoại của đèn thuỷ ngân trong thí nghiệm trên được gọi là các tác nhân ion hoá. Nhờ có năng lượng cao, chúng ion hoá chất khí, tách phân tử khí trung hoà thành ion dương và êlectron tự do. Êlectron tự do lại có thể kết hợp với phân tử khí trung hoà thành ion âm. Các hạt tích điện này là hạt tải điện trong chất khí.Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn thì xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.

=> Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các êlectron ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hoá sinh ra.

Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục được quy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là quá trình phóng điện tự lực.

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catod để nó phát được eletron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

Những câu hỏi liên quan

-so sánh tính chất dẫn trong các môi trường sau:

A kim loại, chất bán dẫn, chất khí, chất điện phân.

B kim loại, chất bán dẫn, chất điện phân, chất khí.

C chất khí, chất điện phân, chất bán dẫn, kim loại.

D chất khí, chất bán dẫn, chất điện phân,kim loại.

+so sánh tính chất dẫn trong các môi trường sau:

A kim loại, chất bán dẫn, chất khí, chất điện phân.

B kim loại, chất bán dẫn, chất điện phân, chất khí.

C chất khí, chất điện phân, chất bán dẫn, kim loại.

D chất khí, chất bán dẫn, chất điện phân,kim loại.

So sánh bản chất thì dòng điện trong các môi trường nào do cùng một loại hạt tải điện tạo nên:

A. kim loại và chân không 

B. chất điện phân và chất khí 

C. chân không và chất khí  

D. không có hai môi trường như vậy

So sánh bản chất thì dòng điện trong các môi trường nào do cùng một loại hạt tải điện tạo lên?

A. Kim loại và chân không.

B. Chất điện phân và chất khí.

C. Chân không và chất khí.

D. Không có hai môi trường như vậy.

Dòng điện trong chất khí được tạo thành bởi những loại hạt tải điện nào ? Các loại hạt tải điện này chuyển động như thế nào trong điện trường giữa hai điện cực anôt và catôt của ống phóng điện ? Nêu kết luận về bản chất dòng điện trong chất khí.

Câu nào dưới đây nói về các hạt tải điện trong chất bán dẫn là đúng ?

A. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn loại n chỉ là các êlectron dẫn.

B. Các hạt tải điện trong chất bán dẫn loại p chỉ là các lỗ trống.

C. Các hạt tải điện trong chất bán dần luôn bao gồm cả êlectron dẫn và lỗ trống.

D. Cả hai loại hạt tải điện gồm êlectron dẫn và lỗ trống đều mang điện âm.

Chất điện phân là gì? Nêu loại hạt mang điện, nguyên nhân tạo ra, so sánh sự dẫn điện của chất điện phân và chất khí. Nêu bản chất dòng điện trong chất điện phân.

Câu nào dưới đây nói về tính chất điện của kim loại là không đúng ?

A. Kim loại là chất dãn điện.

B. Kim loại có điện trở suất khá lớn, lớn hơn 107 Ω.m

C. Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ.

D. Cường độ dòng điện chạy qua dây kim loại tuân theo định luật Ôm khi nhiệt độ của dây kim loại thay đổi không đáng kể.

Trong dung dịch, các axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion.

Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường theo hai hướng ngược nhau.

Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi gọi là hiện tượng dương cực tan.

+ Định luật 1: Khôi lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.

+ Định luật 2: Đương lượng hóa học của 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 

\[k=\frac{1}{F} . \frac{A}{n}\]

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

1. Dòng điện trong chất khí:

Trong điều kiện thường thì chất khí không dẫn điện. Chất khí chỉ dẫn điện khi trong lòng nó có sự ion hóa các phân tử.

Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương, ion âm và các electron do chất khí bị ion hóa sinh ra.

Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn thì xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.

Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục được quy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là quá trình phóng điện tự lực.

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catod để nó phát được eletron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

2. Dòng điện trong chân không:

Là dòng chuyển động ngược chiều điện trường của các electron bứt ra từ điện cực.

Diot chân không chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều, nó gọi là đặc tính chỉnh lưu.

Dòng electron được tăng tốc và đổi hướng bằng điện trường và từ trường và nó được ứng dụng ở đèn hình tia catot [CRT].

3. Dòng điện trong chất bán dẫn:

Một số chất ở phân nhóm chính nhóm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khác nhau có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện, gọi là bán dẫn.

Bán dẫn dẫn điện hằng hai loại hạt tải là electron và lỗ trống.

Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron bằng mật độ lỗ trống. Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống rất lớn hơn mật độ electron. Ở bán dẫn loại n, mật độ electron rất lớn hơn mật độ lỗ trống.

Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện đi theo một chiều từ p sang n. Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu. Đặc tính này được dùng để chế tạo diot bán dẫn. Bán dẫn còn được dùng chế tạo transistor có đặc tính khuyếch đại dòng điện.

II. Câu hỏi và bài tập:

17.Dòngđiệntrongkimloại

Câu 3.1 Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ

A. Giảm đi.

C. Tăng lên.

B. Không thay đổi.

D. Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần.

Giải: Chọn: C

Hướng dẫn: Điện tở của dây kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ  Rt = R0[1+ αt], với hệ số nhiệt điện trở α > 0 nên khi nhiệt độ tăng thì điện trở của dây kim loại tăng.

Câu 3.2 Nguyên nhân gây ra hiện tượng toả nhiệt trong dây dẫn khi có dòng điện chạy qua là:

A. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron truyền cho ion[+] khi va chạm.

B. Do năng lượng dao động của ion [+] truyền cho eclectron khi va chạm.

C. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron truyền cho ion [-] khi va chạm.

D. Do năng lượng của chuyển động có hướng của electron, ion [-] truyền cho ion [+] khi va chạm.

Giải: Chọn: A

Hướng dẫn: Nguyên nhân gây ra hiện tượng toả nhiệt trong dây dẫn khi có dòng điện chạy qua là do năng lượng của chuyển động có hướng của electron truyền cho ion[+] khi va chạm.

Câu 3.3 Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là:

A. Do sự va chạm của các electron với các ion [+] ở các nút mạng.

B. Do sự va chạm của các ion [+] ở các nút mạng với nhau.

C. Do sự va chạm của các electron với nhau.

D. Cả B và C đúng.

Giải: Chọn: A

Hướng dẫn: Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là do sự va chạm của các electron với các ion [+] ở các nút mạng.

Câu 3.4 Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của thanh kim loại cũng tăng do: A. Chuyển động vì nhiệt của các electron tăng lên.

B. Chuyển động định hướng của các electron tăng lên.

C. Biên độ dao động của các ion quanh nút mạng tăng lên.D. Biên độ dao động của các ion quanh nút mạng giảm đi.

Giải: Chọn: C

Hướng dẫn: Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của thanh kim loại cũng tăng dobiên độ dao động của các ion quanh nút mạng tăng lên.

Câu 3.5 Một sợi dây đồng có điện trở 74Ω ở \[50^{0}C\] có điện trở suất  \[\alpha = 4,1.10^{-3} K^{-1}\] Điện trở của sợi dây đó ở \[100^{0}C\] là : 

A. 86,6Ω                              B. 89,2Ω                           C. 95Ω                         D. 82Ω
Giải: Chọn: A
Hướng dẫn: Áp dụng công thức  Rt = R0[1+ αt] ta suy ra \[\frac{R_{1}}{R_{2}} = \frac{1+\alpha t_{1}}{1+\alpha t_{2}} \Leftrightarrow R_{2}=R_{1} \frac{1+\alpha t_{2}}{1+\alpha t_{1}} = 86,6 [\Omega ]\]
Câu 3.6 Phát biểu nào sau đây là không đúng?A. Hạt tải điện trong kim loại là electron.B. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm nếu nhiệt độ trong kim loạiđược giữ không đổiC. Hạt tải điện trong kim loại là iôn dương và iôn âm.D. Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.

Giải: Chọn: C

Hướng dẫn: Hạt tải điện trong kim loại là electron. Hạt tải điện trong chất điệnphân là ion dương và ion âm.

Câu 3.7 Một sợi dây bằng nhôm có điện trở 120Ω ở nhiệt độ 200C điện trở của sợi dây đó ở 1790C là 204Ω. Điện trở suất của nhôm là:

A. 4,8.10-3 K-1                        B. 4,4.10-3 K-1                   C. 4,3.10-3 K-1                   D. 4,1.10-3 K-1
Giải:.7 Chọn: AHướng dẫn: Xem hướng dẫn câu 3.5 suy ra \[\alpha = \frac{R_{2}-R_{1}}{R_{1}t_{2}+R_{2}t_{1}} = 4,827.10^{-3} K^{-1}\]

Câu 3.8 Phát biểu nào sau đây là đúng?

Khi cho hai thanh kim loại có bản chất khác nhau tiếp xúc với nhau thì:A. Có sự khuếch tán electron từ chất có nhiều electron hơn sang chất có ít electron hơn.B. Có sự khuếch tán iôn từ kim loại này sang kim loại kia.C. Có sự khuếch tán eletron từ kim loại có mật độ electron lớn sang kim loại có mật độ electron nhỏ hơn.D. Không có hiện tượng gì xảy ra.

Giải: Chọn: C

Hướng dẫn: Khi cho hai thanh kim loại có bản chất khác nhau tiếp xúc với nhauthì có sự khuếch tán eletron từ kim loại có mật độ electron lớn sang kim loại cómật độ electron nhỏ hơn.

Câu 3.9 Để xác định được sự biến đổi của điện trở theo nhiệt độ ta cần các dụng cụ:

A. Ôm kế và đồng hồ đo thời gian.B. Vôn kế, ampe kế, cặp nhiệt độ.C. Vôn kê, cặp nhiệt độ, đồng hồ đo thời gian.D. Vôn kê, ampe kế, đồng hồ đo thời gian.

Giải: Chọn: B

Hướng dẫn: Để xác định được sự biến đổi của điện trở theo nhiệt độ ta cần cácdụng cụ: vôn kế, ampe kế, cặp nhiệt độ.

18. Hiện tượng siêu dẫn

Câu 3.10 Hai thanh kim loại được nối với nhau bởi hai đầu mối hàn tạo thành mộtmạch kín, hiện tượng nhiệt điện chỉ xảy ra khi:A. Hai thanh kim loại có bản chất khác nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn bằng nhau.B. Hai thanh kim loại có bản chất khác nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn khác nhau.C. Hai thanh kim loại có bản chất giống nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn bằng nhau.D. Hai thanh kim loại có bản chất giống nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn khác nhau.

Giải: Chọn: B

Hướng dẫn: Hai thanh kim loại được nối với nhau bởi hai đầu mối hàn tạo thành một mạch kín, hiện tượng nhiệt điện chỉ xảy ra khi hai thanh kim loại có bản chất khác nhau và nhiệt độ ở hai đầu mối hàn khác nhau.