Каломельного электрода

Калифорнийский университет был рад служить местом работы межуниверситетской группы, разрабатывавшей данный курс и лабораторный практикум; университет доволен и тем, что большое число студентов Беркли добровольно участвовало в практической проверке курса. Большую помощь оказала нам финансовая поддержка Национального фонда науки, согласованная с Корпорацией служб образования. Наиболее приятным является, естественно, живой интерес к проблемам преподавания, проявленный подавляющим числом работников университета, участвовавших в реализации данной программы. Традиция «ученый — учитель» является давней и почетной; работа над новым физическим курсом и лабораторном практикумом показывает, что традиция эта по-прежнему уважается в Калифорнийском университете.

Мы умышленно включили в т. 1 больше материала по сравнению с обычным объемом обязательных лекций по общей физике для студентов первого курса. В Калифорнийском университете в Беркли содержание этого тома излагалось в 1963—1964 гг. в течение одного семестра, состоявшего из 15 недель, при трех лекциях и одном теоретическом семинаре в неделю, причем лекции и семинары имели продолжительность по 50 минут. Нашими студентами были первокурсники второго семестра, проходившие в течение предыдущего семестра математику, курс которой не был специально рассчитан на изложение всех математических вопросов, нужных для преподавания физики. Нижеследующие советы были сформулированы в результате нашего первого опыта преподавания по этой программе, сопровождавшегося широким общением преподавателей со студентами.

Постройка основанного на описанном принципе ускорителя для электронов на 300 МэВ планируется в Радиационной лаборатории при Калифорнийском университете в Беркли,

Примерами программ для проектирования layout'a могут служить высокоуровневое средство планирования кристалла вместе с редактором масок L-Edit и интерактивная программа MAGIC, разработанная в Калифорнийском университете. В MAGIC используется концепция Мида-Конвея, предложенная для реализации в кремниевых компиляторах, возможны автоматическая трассировка и выявление нарушений проектных норм при вносимых в проект изменениях.

По имеющимся прогнозам, доля геотермальной энергии в топливно-энергетическом балансе США в 2000 г. составит 2%, а в балансе западных штатов — 19%. В настоящее время в'США в Долине Гейзеров в 130 км от Сан-Франциско (штат Калифорния) работает несколько ГТЭС общей мощностью 396 МВт. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой ГТЭС, составляет 0,5 цента за кВт-ч (для обычной ТЭС — 0,5—0,7 цента). К 1985 г. в западных штатах предполагается посгроить ТЭС мощностью 20 ГВт, а к 2000 г. — ТЭС мощностью 80 ГВт. Недалеко от г. Буэна-Виста (Колорадо) в 1975 г. строилась опытная ГТЭС мощностью 1,5 МВт с расчетом увеличения ее до 55 МВт. Разработан проект опреснения геотермальных вод источников Империал-Валли. Здесь будут использованы геотермальные воды 180 скважин. Намечается строительство ГТЭС у мексиканской границы мощностью 10 МВт. Общая мощность ГТЭС США в 1985 г. прогнозируется в размере 132 ГВт, а к 2000 г. — 395 ГВт. Подсчитано, что применение геотермальной энергии может дать экономию в размере 9 млрд. долл. в 1985 г. и 26 млрд. долл. в 2000 г. за счет сокращения импорта нефти. Комиссия по атомной энергии США в 1974 г. выделила 4,7 млн. долл. на проведение исследовательских работ в области использования геотермальной энергии. Эти работы ведутся в Калифорнийском университете, в одном из институтов Лос-Аламоса и в лаборатории Лоуренса в Ливерморе.

Целью данного исследования была разработка такого сплава на основе железа, в котором высокая вязкость разрушения при низких температурах сочеталась бы с высокой прочностью. Новый сплав должен был иметь при 77 К вязкость разрушения не менее 220 МПа-м1/2 при пределе текучести не менее 1,4 ГПа. Ранее проведенное в Калифорнийском университете исследование сплавов железа с 12 % Ni [1] явилось основой для проведения дальнейшей работы по настоящей программе.

Так, Дж. Корне и У. Неро [204] в Калифорнийском университете в Беркли (США) применяли топливные эмульсии при испытаниях двухтактного двухцилиндрового быстроходного (п = 2000 об/мин) дизеля фирмы «Дженерал Моторс» серии 2-71 с установленной на нем воздуходувкой Рута. Для впрыска топлива служили насос-форсунки, обеспечивавшие давление впрыска от 280 ати при 2100 об/мин до 492 ати при минимально устойчивых оборотах холостого хода. Испытания преследовали цель выяснить влияние воды, содержащейся в эмульсии в различных концентрациях, на рабочие характеристики дизеля.

в Калифорнийском университете в 1941—1942 гг., позволили накопить зна-

Первым был идентифицирован изотоп плутония с массовым числом 238 во время исследования Сиборгом и сотр. [174, стр. 4—10] химических свойств индикаторных количеств нептуния. Эти исследования, проведенные в Калифорнийском университете в 1941—1942 гг., позволили накопить значительные данные о химических свойствах плутония, и в 1942 г. было получено первое чистое соединение плутония [174, стр. 38—42]. Металл в виде мелких корольков впервые был получен Баумбахом, а вскоре после этого — Фридом. Хотя эти крошечные корольки плутония весили менее 50 мкг, оказалось возможным определить их плотность, температуру плавления и микроструктуру 146, стр. 355—357; 75].

Следует отметить, что около 30 % американских специалистов по акустоупру-гости и многие зарубежные исследователи либо являются выпускниками Стэнфорд-ского университета, либо проходили там стажировку, о чем свидетельствуют совместные публикации и общая тематическая направленность работ. Так например, работающий в Калифорнийском университете (г. Беркли) Г. Джонсон, защитивший в 1979 г. в Стэнфорде диссертацию по проблемам акустоупругости, опубликовал ряд работ, посвященных гистерезисным явлениям в акустоупругости при переходе к пластическим деформациям, а также соотношению акустоупругих свойств поликристалла и составляющих его кристаллитов [174,179,233-241,272,277,280].

Опреснительные установки парникового типа (рис. 7.1), аналогичные установке в Лос-Салинасе, строились и строятся в настоящее время. Такой опреснитель в 1955 г. исследовался Лофом в Калифорнийском университете [51]. Его поверхность остекления составляла 90 л2, средняя производительность — 370 л/сутки, или 4,1 л/ж2 • сутки.

Так как работа с водородным электродом связана с некоторыми трудностями, для измерения потенциалов в качестве электрода сравнения часто применяют каломельный электрод, устройство которого показано на рис. 11. Каломельный электрод отличается хорошей воспроизводимостью, большим постоянством потенциала и может быть легко изготовлен. Электродом этого полуэлемента является ртуть, электролитом — насыщенный раствор Hg2Cl2 и КС1 различных концентраций. Наиболее удобны в обращении электроды с насыщенным раствором КС1 во избежание возможного испарения воды. Потенциал насыщенного каломельного электрода по отношению к стандартному водородному электроду равен

Рис. 3.4. Образец каломельного электрода сравнения

Как и в случае каломельного электрода, чем выше концентрация КС1, тем отрицательнее потенциал. В 0,1 н. растворе КС1 его значение 0,288 В, а температурный коэффициент —4,3 X X 10~4 В/К- Потенциалы при других концентрациях КС1 можно вычислить, подставив в уравнение Нернста соответствующие значения активности ионов С1~.

1. При катодной поляризации железного электрода плотностью тока 0,001 А/см2 потенциал составляет —0,916 В относительно 1н. каломельного электрода. рН электролита 4,0. Каково значение перенапряжения водорода?

3. Потенциал платинового анода, на котором происходит выделение кислорода из электролита с рН = 10, равен 1,30 В относительно насыщенного каломельного электрода. Каково перенапряжение кислорода?

4. Потенциал медного электрода, на котором из 0,2т раствора CuSO4 разряжаются ионы Си2+, составляет —0,180 В относительно 1н. каломельного электрода. Какова поляризация электрода в вольтах? В какую сторону потенциал электрода смещен в результате поляризации в положительную или отрицательную?

5. Короткозамкнутый гальванический элемент с разделенными электродными пространствами, содержит цинковый и ртутный электроды, погруженные в деаэрированный раствор HClc рН = 3,5. Какой ток протекает в ячейке, если площадь рабочей поверхности каждого электрода равна 10 см2? Каково при этом значение скорости коррозии цинка в г/(м2-сут). (Коррозионный потенциал цинка относительно 1н. каломельного электрода равен —1,03 В).

8. При катодной поляризации платины в деаэрированном растворе H2SO4 с рН = 1,0 ее потенциал (относительно насыщенного каломельного электрода) составляет —0,334 В, при плотности тока 0,01 А/см2 и-0,364 В при 0,01 А/см2. Рассчитайте значения Р и /0 для процесса разряда Н+ на платине в этом растворе.

9. Скорость коррозии железа в деаэрированном растворе НС1 с рН = 3 составляет 3,0 г/(м2-сут). Рассчитайте коррозионный потенциал железа в этом растворе относительно 0,1н. каломельного электрода. Принять, что вся поверхность железа является катодом.

8. До какого минимального значения потенциала (относительно насыщенного каломельного электрода) необходимо заполяризовать индий в 0,01т растворе In2(SO4)3 для достижения полной катодной защиты? (Для реакции 1п3+ + Зё -* -»• In стандартный потенциал Е° = —0,342 В; для 0,01т раствора Ir^SO^s Т = 0,142).

Потенциал в морской воде (относительно каломельного электрода) . . .