- Điều chế hoá chấ t: điều chế clo, hiđrô và xút trong công
1. DòNG ĐIệN TRONG KIM LOạI SttChuẩn KT, KN quy định
trong chương trình Mức độ thể hiện cụ thể của chuẩn KT, KN Ghi chú
1 Nêu được các tính chất điện của kim loại.
[Thông hiểu]
Các tính chất điện của kim loại :
- Kim loại là chất dẫn điện tốt.
- Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm (nếu nhiệt độ giữ không đổi).
- Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường.
2 Nêu được điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ.
[Thông hiểu]
Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ:
ρ = ρ0[1 + a(t – t0)]
Điện trở R của dây dẫn kim loại hình trụ có chiều dài l, có điện trở suất ρ, tiết diện thẳng S, được tính theo công
Vận dụng được công thức:
ρ = ρ0[1 + α(t – t0)].
Giải được bài tập về dòng điện trong kim loại.
trong đó, a là hệ số nhiệt điện trở, có đơn vị là K−1 (a>0), ρ là điện trở suất của vật liệu ở nhiệt độ t 0C, ρ0 là điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0 (thường lấy t0 = 20oC).
Trong hệ SI, điện trở suất có đơn vị là ôm mét (Ωm).
[Vận dụng]
• Biết cách tính các đại lượng trong công thức.
• Biết cách tính các đại lượng trong công thức của định luật Ôm.
thức: l R S = ρ 3 Vận dụng thuyết êlectron tự do trong kim loại để giải thích được vì sao kim loại là chất dẫn điện tốt, dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại thì gây ra tác dụng nhiệt và điện trở suất của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng.
[Vận dụng]
Khi có hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại, các êlectron tự do, ngoài chuyển động nhiệt, còn chuyển động có hướng ngược chiều điện trường do chịu tác dụng lực của điện trường. Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do ngược chiều điện trường.
Mật độ các êlectron tự do trong kim loại rất lớn, nên kim loại dẫn điện tốt.
Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại (do chuyển động nhiệt của các ion trong tinh thể, do sự méo mạng tinh thể vì biến dạng cơ học và do các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại tạo ra) cản trở chuyển động có hướng của các êlectron tự do… Đó là nguyên nhân cơ bản gây ra điện trở của kim loại.
Nhiệt độ của kim loại càng cao, thì các ion kim loại càng dao động mạnh (biên độ dao động càng lớn). Do đó, độ mất trật tự của mạng tinh thể kim loại càng tăng, càng làm tăng sự cản trở chuyển động của các êlectron, dẫn đến điện trở suất của kim loại tăng.
Các êlectron tự do chuyển động có gia tốc dưới tác dụng của lực
Trong kim loại có các êlectron hóa trị tách khỏi nguyên tử gọi là êlectron tự do. Mật độ êlectrôn trong kim loại vào cỡ mật độ nguyên tử kim loại. Khi không có điện trường ngoài, có các êlectron tự do chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể kim loại, không tạo ra dòng điện trong kim loại.
điện trường thu được năng lượng. Chúng truyền một phần năng lượng cho mạng khi “va chạm” vào mạng tinh thể, làm tăng nội năng của kim loại. Như vậy, năng lượng của chuyển động có hướng của các êlectron tự do đã chuyển thành nội năng của kim loại tức là chuyển hoá thành nhiệt. Vì vậy dây dẫn kim loại nóng lên khi có dòng điện chạy qua.
2. HIệN TƯợNG NHIệT ĐIệN. HIệN TƯợNG SIÊU DẫNStt Chuẩn KT, KN quy định