Электрогидродинамические эффекты в жидких электропроводящих средах (письмо в редакцию журнала «Молодой ученый») | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 28 декабря, печатный экземпляр отправим 1 января.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Химия

Опубликовано в Молодой учёный №9 (247) март 2019 г.

Дата публикации: 01.03.2019

Статья просмотрена: 40 раз

Библиографическое описание:

Хачатрян, Э. А. Электрогидродинамические эффекты в жидких электропроводящих средах (письмо в редакцию журнала «Молодой ученый») / Э. А. Хачатрян. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2019. — № 9 (247). — С. 86-88. — URL: https://moluch.ru/archive/247/56886/ (дата обращения: 16.12.2024).



При изучении электрохимических систем, работающих в режиме гальванического элемента, нами были зафиксированы некоторые явления, которые могут представлять определенный интерес. В приведенном ниже письме мы вкратце представляем феноменологическое описание проделанных опытов.

Опыт 1.

Изучаемая система представляет собой стеклянный сосуд, наполненный электролитом (40 % H2SO4), в которую опущены два электрода, изготовленные из одного и того же металла (например, Al). Цепь замкнута высокоомным милливольтметром рН-метра ЛПУ-0,1. Когда электроды относительно электролита находятся в неподвижном состоянии, стрелка прибора указывает на нулевое деление (или почти нулевое деление, в силу термодинамической неоднородности материала электродов). Однако, достаточно опустить в электролит один из электродов немного поглубже, как стрелка милливольтметра при этом отклоняется, указывая на возникновение в цепи ЭДС. При извлечении электрода из электролита (не полностью) снова наблюдается отклонение стрелки прибора, но в противоположную сторону, что указывает на возникновение в цепи электродвижущей силы противоположного направления. Как только движение электрода относительно электролита прекращается, прекращается в цепи и ЭДС. При этом, чем больше скорость погружения и поднятия электрода в электролите, тем более высока степень отклонения стрелки прибора. Аналогичный эффект наблюдается при соответствующем движении другого электрода. Однако, при этом наблюдается обратная картина.

Опыт 2.

Плоскодонная колба наполняется электролитом (не полностью) и в нее погружается пара электродов, изготовленных из одного и того же металла (Al, Pb, Cu).

Электроды соединяются милливольтметром. Когда емкость находится в неподвижном состоянии на столе, прибор фиксирует отсутствие ЭДС.

Однако, достаточно наклонить емкость налево или направо, как в цепи появляется ЭДС, направление которого обратно наклону колбы. При этом, чем интенсивнее встряхивание сосуда, тем больше величина ЭДС.

ЭДС в цепи появляется также при перемешивании электролита.

Опыт 3.

В третьем опыте — перемешивание электролита осуществляли электродвигателем.

Пока электролит в сосуде находится в относительном покое, в цепи отсутствует ЭДС. Однако, достаточно с помощью электродвигателя вращать электролит, как милливольтметр фиксирует в цепи наличие ЭДС. При этом направление ЭДС противоположно вращению жидкости. При остановке мотора стрелка прибора медленно возвращается в исходное положение. Однако, при больших скоростях, перемешивание раствора наблюдается иная картина: ЭДС цепи возрастает с повышением скорости вращения мотора, что может быть основой для создания генератора нового типа.

ЭДС в цепи появляется также при резкой остановке мотора, или при изменении направления движения жидкости.

Опыт 4.

Установка, на котором проводился эксперимент, представляет собой два сообщающихся сосуда, которые наполнены одинаковым электролитом, одной и той же концентрации (для предотвращения возникновения концентрационной батареи). Как и в других опытах, в сосуды опускаются два одинаковых электрода, которые замыкаются высокоомным милливольтметром. Как и ожидалось, в цепи отсутствует ЭДС. Однако, когда электролит с помощью циркуляционного насоса из одного сосуда нагнетается в дугой (обеспечивая кругооборот жидкости), в цепи фиксируется возникновение ЭДС. При этом, возникшая ЭДС тем больше, чем больше скорость циркуляции.

Существенно отметить, что циркуляция жидкости приводит к появлению ЭДС и в отдельно взятом сосуде.

Опыт 5.

Как и в опыте № 4, прибор на котором проводился опыт, представляет собой два сообщающихся сосуда, которые наполнены одинаковым электролитом. В пробирки опускались два одинаковых электрода, которые замыкались милливольтметром. Под каждой пробиркой помещались магнитные мешалки. Когда мешалки не присоединены к источнику тока, стрелка милливольтметра находится на нулевой точке прибора. Однако, достаточно под одним из сосудов ввести в действие магнитную мешалку, как стрелка прибора фиксирует наличие в цепи ЭДС. При этом направление возникшей ЭДС, прямо противоположно направлению ЭДС, возникшей в другой пробирке. Примечательно, что без вращающихся магнитных шариков, находившихся в сосудах, стрелка прибора не реагирует, даже в том случае, когда мешалки, находившиеся под сосудами, продолжают работать, создавая переменное магнитное поле.

Таким образом, установлено, что движение электропроводящих жидкостей вокруг неподвижных электродных систем, состоящих из одинаковых металлов, приводит к разделению зарядов и возникновению ЭДС в цепи.

Основные термины (генерируются автоматически): цепь, опыт, сосуд, стрелок прибора, электролит, неподвижное состояние, нулевое деление, одинаковый электролит, отклонение стрелки прибора, перемешивание электролита.


Похожие статьи

Создание микро- и наносистем с помощью электрохимических разрядов

С момента открытия явления электрохимических разрядов Физо и Фуко, несколько исследований расширили широкий спектр применения, связанный с этим электрохимическим процессом высокой плотности тока. Сложность этого явления от макроскопического до микрос...

Изучение взаимосвязи механических и электрических процессов исследуемого электромагнитного вибровозбудителя

В статье рассматриваются результаты исследования электромагнитного вибровозбудителя с последовательно включенным конденсатором в электрическую цепь, состоящей из механической и электрической подсистем. Показано, что с помощью уравнения Лагранжа — Мак...

Экономические преимущества инновационных методов магнетронного распыления

В данной работе рассмотрены и приведены в сравнение различные типы магнетронных распылительных систем (МРС). Описано экономическое преимущество МРС, основанных на сильноточном импульсном магнетронном разряде (СИМР) перед другими МРС, главным образом ...

Разработка и исследовательские испытания механических свойств экспериментальных образцов двухкомпонентного композиционного материала

Данная статья посвящена исследованию влияния наноразмерных наполнителей на физико-механические свойства АБС-пластика. В статье описан метод изготовления образцов для проведения испытаний, в основе которого лежит 3D-прототипирование. Результаты испыта...

Проблемы, возникающие при изучении структуры и свойств поверхности углеродных материалов

В работе проведен обзор некоторых проблем, возникающих при изучении структуры и свойств поверхности углеродных материалов. Рассмотрена возможность применения индикаторного метода для определения количества кислотно-основных центров и их распределения...

Гидротермальный синтез наноструктур оксида цинка

В данной статье описывается методика синтеза наноструктур оксида цинка на кремниевых подложках. Рассмотрены модельные представления о механизмах роста наностержней, сформированных из этих нанообъектов. Полученные структуры исследованы с помощью растр...

Продольно-поперечный изгиб стержней переменного поперечного сечения

Статья интересна будет проектировщикам, занимающимся расчетами на прочность, студентам, изучающим сопротивление материалов, а также преподавателям технических вузов. При расчете стержня переменного поперечного сечения, работающего на сжатие и изгиб, ...

Дифракция упругих нестационарных волн в цилиндрическом слое

В статье рассматриваются методики решения задач воздействия нестационарных волн на N-слоистых цилиндрических телах (оболочках), находящихся в безграничной линейно-упругой среде, а также их алгоритмы. Построена замкнутая система дифференциальных уравн...

Механизмы образования септарии в септарных узлах

В данной работе рассмотрено понятие септарии в септарных узлах, дается обзор общепринятых гипотез возникновения этого процесса, приведены фотографии живописных геологических образцов. Также сформулированы две новые гипотезы возникновения и развития п...

Исследование фильтрационных свойств тампонажных растворов

В данной работе представлено краткое описание важности качественного процесса цементирования. Рассмотрен ряд реагентов, регулирующих фильтрацию цементного раствора.

Похожие статьи

Создание микро- и наносистем с помощью электрохимических разрядов

С момента открытия явления электрохимических разрядов Физо и Фуко, несколько исследований расширили широкий спектр применения, связанный с этим электрохимическим процессом высокой плотности тока. Сложность этого явления от макроскопического до микрос...

Изучение взаимосвязи механических и электрических процессов исследуемого электромагнитного вибровозбудителя

В статье рассматриваются результаты исследования электромагнитного вибровозбудителя с последовательно включенным конденсатором в электрическую цепь, состоящей из механической и электрической подсистем. Показано, что с помощью уравнения Лагранжа — Мак...

Экономические преимущества инновационных методов магнетронного распыления

В данной работе рассмотрены и приведены в сравнение различные типы магнетронных распылительных систем (МРС). Описано экономическое преимущество МРС, основанных на сильноточном импульсном магнетронном разряде (СИМР) перед другими МРС, главным образом ...

Разработка и исследовательские испытания механических свойств экспериментальных образцов двухкомпонентного композиционного материала

Данная статья посвящена исследованию влияния наноразмерных наполнителей на физико-механические свойства АБС-пластика. В статье описан метод изготовления образцов для проведения испытаний, в основе которого лежит 3D-прототипирование. Результаты испыта...

Проблемы, возникающие при изучении структуры и свойств поверхности углеродных материалов

В работе проведен обзор некоторых проблем, возникающих при изучении структуры и свойств поверхности углеродных материалов. Рассмотрена возможность применения индикаторного метода для определения количества кислотно-основных центров и их распределения...

Гидротермальный синтез наноструктур оксида цинка

В данной статье описывается методика синтеза наноструктур оксида цинка на кремниевых подложках. Рассмотрены модельные представления о механизмах роста наностержней, сформированных из этих нанообъектов. Полученные структуры исследованы с помощью растр...

Продольно-поперечный изгиб стержней переменного поперечного сечения

Статья интересна будет проектировщикам, занимающимся расчетами на прочность, студентам, изучающим сопротивление материалов, а также преподавателям технических вузов. При расчете стержня переменного поперечного сечения, работающего на сжатие и изгиб, ...

Дифракция упругих нестационарных волн в цилиндрическом слое

В статье рассматриваются методики решения задач воздействия нестационарных волн на N-слоистых цилиндрических телах (оболочках), находящихся в безграничной линейно-упругой среде, а также их алгоритмы. Построена замкнутая система дифференциальных уравн...

Механизмы образования септарии в септарных узлах

В данной работе рассмотрено понятие септарии в септарных узлах, дается обзор общепринятых гипотез возникновения этого процесса, приведены фотографии живописных геологических образцов. Также сформулированы две новые гипотезы возникновения и развития п...

Исследование фильтрационных свойств тампонажных растворов

В данной работе представлено краткое описание важности качественного процесса цементирования. Рассмотрен ряд реагентов, регулирующих фильтрацию цементного раствора.

Задать вопрос