ЧЕРТОВ А.Г. "ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН", 1977

ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА / МЕНЮ САЙТА / СОДЕРЖАНИЕ ДАННОЙ СТАТЬИ

Сименс на метр равен удельной электрической проводимости вещества, при которой участок выполненной из этого вещества электрической цепи длиной 1 м и площадью поперечного сечения 1 м2 имеет электрическую проводимость 1 См. Размерность удельной электрической проводимости:

dim σ = L-3M-1T3I2.

Единица удельной проводимости может быть найдена также из формулы, полученной на основе электронной теории проводимости металлов:

(9.38)

где n - концентрация свободных электронов, е, m, <l> и <u> - соответственно заряд, масса, средние длина свободного пробега и скорость теплового движения электронов. Согласно этой формуле получим ту же единицу удельной проводимости:

Температурный коэффициент сопротивления. Температурным коэффициентом сопротивления α называют величину, равную отношению относительного изменения сопротивления участка электрической цепи к изменению его температуры.

Для металлов и сплавов зависимость удельного сопротивления от температуры в небольшом интервале температур вблизи 0° С выражается формулой

ρ = ρ0(1 + αt).

Отсюда получим

α = (ρ - ρ0)/ρ0t. (9.39)

Положив в этой формуле t = 1° С, найдем

Размерность температурного коэффициента сопротивления:

dim α = Θ-1.

Подвижность носителей тока (ионов, электронов). Подвижность b - величина, равная отношению направленной скорости ионов (электронов), вызванной электрическим полем, к напряженности этого поля. Подвижность показывает, на сколько возрастает скорость ионов (электронов) при увеличении напряженности поля на единицу.

Единицу подвижности b определим по формуле

v = bE,

где v - скорость иона (электрона), приобретенная под действием поля напряженностью Е. Отсюда

b = v/E. (9.40)

Положив v =1 м/с, E = 1 В/м, получим единицу подвижности:

Квадратный метр на вольт-секунду равен подвижности, при которой ион (электрон) приобретает скорость 1 м/с при напряженности поля, равной 1 В/м. Размерность подвижности:

Единицу подвижности иона (электрона) можно найти также по формуле, выведенной на основе электронной теории проводимости металлов:

(9.41)

где е - заряд электрона, <l> - средняя длина его свободного пробега, m - масса электрона, <u> - средняя скорость теплового движения электронов.

Из (9.41) получим

Эмиссионная постоянная. Эмиссионная постоянная В является коэффициентом пропорциональности в формуле Ричардсона - Дешмена, выражающей плотность анодного тока насыщения δнас:

δнас = BT2e-A/kT,

где Т - абсолютная температура катода, А - работа выхода электрона из металла катода, k - постоянная Больцмана. Из этой формулы

В = δнасеА/kT/T2 (9.42)

Так как eА/kT - величина безразмерная, то из (9.42) следует, что единица эмиссионной постоянной

Размерность эмиссионной постоянной:

dim B = L-2Θ-2I.

Постоянная термопары. Постоянная термопары а есть величина, равная отношению термоэлектродвижущей силы Ɛ, возникающей в цепи термопары, к разности температур ΔТ между спаями:

α = Ɛ/ΔT. (9.43)

Подставив Ɛa = 1 В, ΔТ = 1 К, получим

[α] = 1 B/1 K = 1 B/K.

Вольт на кельвин равен постоянной термопары, термоэлектродвижущая сила которой равна 1 В при разности температур спаев 1 К. Размерность постоянной термопары:

dim α = L2MT-3Θ-1I-1.

Коэффициент Пельтье. Если но цепи, составленной из двух различных спаянных металлов, пропускать ток, то в одном из спаев выделяется, а в другом поглощается одинаковое количество теплоты Q, называемое теплотой Пельтье. Она определяется по формуле

Q = Пq,

где q - заряд, протекающий через спай, П - коэффициент Пельтье, численно равный количеству теплоты, выделившемуся или поглощенному в спае при прохождении заряда, равного единице. Из этой формулы получим

П = Q/q. (9.44)

Подставив Q = 1 Дж, q = 1 Кл, найдем единицу коэффициента Пельтье:

[П] = 1 Дж/1 Кл = 1 Дж/Кл.

Эта единица называется джоуль на кулон. Размерность коэффициента Пельтье:

dim П = L2MT-3I-1.

Коэффициент Томсона. Если по участку электрической цепи, на концах которого поддерживается некоторая разность температур ΔT, пропускать ток, то в нем, помимо джоулевой теплоты, будет выделяться некоторое количество теплоты Q, называемое теплотой Томсона. Она определяется по формуле

Q = σqΔT,

где q - заряд, протекший через сечение участка цепи, σ - коэффициент Томсона, численно равный количеству теплоты, выделившемуся при протекании единичного заряда при разности температур, равной единице. Из этой формулы получим

σ = Q/ (qΔT). (9.45)

Подставив Q = 1 Дж, q = 1 Кл, ΔТ = 1 К, найдем единицу коэффициента Томсона:

Эта единица называется вольт на кельвин. Размерность коэффициента Томсона:

dim σ = L2MT-3Θ-1I-1.

Степень диссоциации. Явление диссоциации состоит в распаде на ионы молекул растворенного в воде вещества. Число Nʹ диссоциировавших молекул пропорционально числу N молекул растворенного вещества, т.е.

Nʹ = αN,

где α - коэффициент пропорциональности, называемый степенью диссоциации. Отсюда

α = Nʹ/N, (9.46)

т.е. степень диссоциации есть отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул растворенного вещества.

Из (9.46) следует, что степень диссоциации - безразмерная величина и поэтому выражается в безразмерных единицах.

Коэффициент ионизации. Коэффициент ионизации β есть величина, равная отношению числа молекул Δn, распадающихся на ионы в единице объема, к концентрации n нейтральных молекул и к промежутку времени Δt, за которое произошел распад молекул, т.е.

β = Δn/(nΔt). (9.47)

Положив n = 1 м-3, Δn = 1 м-3, t = 1 с, получим единицу коэффициента ионизации:

Размерность коэффициента ионизации

dim β = T-1.

Коэффициент молизации (коэффициент рекомбинации). Коэффициент молизации γ есть величина, равная отношению числа Δnʹ нейтральных молекул, образовавшихся из ионов в единице объема, к произведению концентраций положительных (αn) и отрицательных (αn) ионов и к промежутку времени Δt, за который произошло образование молекул, т.е.

(9.48)

Положив Δnʹ = 1 м-3, α = 1, n = 1 м-3, Δt = 1 с, получим

Эта единица называется кубический метр-секунда в минус первой степени. Размерность коэффициента молизации:

dim γ = L3Т-1.

Эту же размерность коэффициента молизации можно получить и из формулы, связывающей между собой степень диссоциации α, коэффициенты ионизации β и молизации γ:

Отсюда получим

Так как (1 - α)/α2 - величина безразмерная, то

Молярная концентрация (молярность компонента В, концентрация компонента В). Молярной концентрацией компонентов в растворе называют величину, равную отношению количества вещества ν этого компонента к объему V раствора:

СB = ν/V. (9.49)

Положив ν = 1 моль, V= 1 м3, найдем единицу молярной концентрации компонента В:

[СB] = 1 моль/1 м3 = 1 моль/м3.

Моль на кубический метр равен молярной концентрации вещества в растворе, при которой в объеме раствора 1 м3 содержится количество растворенного вещества 1 моль. Размерность молярной концентрации:

dim СB = L-3N.

Ионный эквивалент концентрации. Ионным эквивалентом концентрации компонента В называют величину, равную отношению молярной концентрации СB компонента к степени окисления n, которую он проявляет в соответствующем соединении, т.е.

Сn = СB/n. (9.50)

Положив СB = 1 моль/м3, n = 1, получим единицу ионного эквивалента концентрации:

[Сn] = 1 моль/м3.

Следовательно, ионный эквивалент концентрации выражается в тех же единицах, что и молярная концентрация компонента.

Молярная электрическая проводимость (молярная проводимость). Молярной электрической проводимостью называют величину, равную отношению удельной электрической проводимости σ к молярной концентрации СB компонента в растворе:

Λm = σ/СB. (9.51)

Положив σ = 1 См/м, СB = 1 моль/м3, получим единицу молярной электрической проводимости:

Сименс-метр в квадрате на моль равен молярной электрической проводимости растворенного вещества, обладающего удельной проводимостью 1 См/м при молярной концентрации, равной 1 моль/м3. Размерность молярной электрической проводимости:

dim Λm = M-1T3I2N-1.

Эквивалентная электрическая проводимость. Эквивалентной электрической проводимостью называют величину, равную отношению удельной проводимости σ к ионному эквиваленту концентрации Сn, т.е.

Λ = σ/Сn. (9.51а)

Положив σ = 1 См/м, Сn = 1 моль/м3, получим единицу эквивалентной электрической проводимости:

Следовательно, эквивалентная электрическая проводимость выражается в тех же единицах, что и молярная электрическая проводимость, однако эти две величины для одного и того же компонента численно не равны. Эквивалентная электрическая проводимость больше в n раз, где n - степень окисления компонента в соответствующем соединении.

Электрохимический эквивалент. Электрохимический эквивалент k - величина, равная отношению массы вещества m, отложившегося на электроде при электролизе, к заряду Q, протекшему через электролит:

k = m/Q. (9.52)

Положив m = 1 кг, Q = 1 Кл, получим единицу электрохимического эквивалента:

[k] =1 кг/1 Кл = 1 кг/Кл.

Килограмм на кулон равен электрохимическому эквиваленту такого вещества, 1 кг которого выделяется на электроде при прохождении через электролит заряда 1 Кл. Размерность электрохимического эквивалента:

dim k = MT-1I-1.

Единицы величин магнетизма

Магнитный момент электрического тока. Магнитным моментом рm плоского контура с током называют величину, равную произведению силы тока I в контуре на площадь S, охватываемую этим контуром, т.е.

pm = IS. (9.53)

Положив в этой формуле I = 1 А, S = 1 м3, получим единицу магнитного момента:

[pm] = 1 А · 1 м3 = 1 А·м3.

⇦ Ctrl предыдущая страница / следующая страница Ctrl ⇨

ГЛАВНАЯ СТРАНИЦА / МЕНЮ САЙТА / СОДЕРЖАНИЕ ДАННОЙ СТАТЬИ 

cartalana.orgⒸ 2008-2021 контакт: koshka@cartalana.org