Tại sao khi đốt nóng chất khí, nó trở nên dẫn điện?

Câu hỏi: Tại sao khi đốt nóng chất khí, nó trở nên dẫn điện?

A. Các phân tử chất khí nhẹ đi nên có thể chuyển động có hướng tạo thành dòng điện

B. Khoảng cách giữa các phân tử chất khí tăng.

C. Các phân tử chất khí bị ion hóa thành các hạt mang điện tự do.

D. Vận tốc của các phân tử chất khí tăng.

Trả lời:

Đáp án đúng: C. Các phân tử chất khí bị ion hóa thành các hạt mang điện tự do.

Khi đốt nóng chất khí, nó trở nên dẫn điện là do các phân tử chất khí bị ion hóa thành các hạt mang điện tự do.

Cùng Top lời giải tìm hiểu về dòng điện trong chất khí nhé!

I. Chất khí là môi trường cách điện

Bình thường chất khí không dẫn điện, nó là một chất điện môi.

II. Khi có ngọn lửa ga hay chiếu bức xạ tử ngoại không khí trở thành dẫn điện

Khi có ngọn lửa ga hay chiếu bức xạ tử ngoại không khí trở thành dẫn điện.

III. Bản chất dòng điện trong chất khí

1. Sự ion hóa chất khí và tác nhân ion hóa

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.

=> 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.

2.  Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí

- Quá trình dẫn điện của chất khí nhờ có tác nhân ion hóa gọi là quá trình dẫn điện không tự lực. Nó chỉ tồn tại khi ta tạo ra hạt tải điện trong khối khí giữa hai bản cực và biến mất khi ta ngừng việc tạo ra hạt tải điện.

- Quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định luật Ôm.

3. Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực

Hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dòng điện chạy qua gây ra gọi là hiện tượng nhân số hạt tải điện.

IV. Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí

Là quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì, không cần tác động liên tục đưa hạt tải điện vào.

- Các cách để dòng điện có thể tạo ra hạt tải điện mới trong chất khí:

- Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng nhanh, phân tử khí bị ion hoá.

- Điện trường trong chất khí lớn, làm phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp.

Catot bị dòng điện nung nóng đỏ sẽ phát ra electron. Đây là hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.

- Catot không nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn va chạm vào. Từ đó làm bật electron ra khỏi catot và trở thành hạt tải điện.

- Tuỳ thuộc vào cơ chế sinh ra hạt tải điện mới trong chất khí mà ta có các kiểu phóng điện tự lực khác nhau.

- Tia lửa điện và hồ quang điện là hai kiểu phóng điện tự lực thường gặp nhất hiện nay.

V. Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện

1. Định nghĩa

Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực trong chất khí đặt giữa hai điện cực khi điện trường đủ mạnh để biến phân tử khí trung hoà thành ion dương và êlectron tự do.

2. Điều kiện tạo ra tia lửa điện

Tia lửa điện có thể hình thành trong không khí khi điện trường đạt giá trị ngưỡng vào khoảng 3.106 V/m. Hiệu điện thế đủ để phát phát sinh tia lửa điện trong không khí giữa hai điện cực dạng khác nhau.

3. Ứng dụng

Tia lửa điện được dùng phổ biến trong động cơ nổ để đốt hỗn hợp trong xilanh. Bộ phận phát tia lửa điện là bugi.

VI. Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện

1. Định nghĩa

Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp đặt giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn.

2. Ứng dụng

Hồ quang điện có nhiều ứng dụng như hàn điện, làm đèn chiếu sáng, đun chảy vật liệu,....