Уже в первые месяцы войны в тылу врага действовали советские партизанские отряды, мобильные разведывательные группы. Важнейшее средство связи для них — коротковолновая…
Уже в первые месяцы войны в тылу врага действовали советские партизанские отряды, мобильные разведывательные группы. Важнейшее средство связи для них — коротковолновая радиостанция. Для ее работы необходимы независимые от электросети и надежные источники питания. Группой ленинградских ученых во главе с академиком Абрамом Федоровичем Иоффе был разработан «партизанский котелок» — термоэлектрический генератор. Термоэлементы были расположены в утолщенном дне «котелка». Нижняя часть нагревалась теплом костра, верхняя охлаждалась водой. Так создавался перепад температур, необходимый для работы термоэлементов. А.Ф. Иоффе предложил использовать надежные термоэлектрические элементы из константана (сплав меди с никелем) и полупроводника, соединения двух элементов с мольным отношением атомов 1:1. Массовые доли — 34,8% и 65,2%. Какие элементы входили в состав этого полупроводника?
Данное задание касается химического состава и составных элементов полупроводника, использованного в термоэлектрическом генераторе по предложению А.Ф. Иоффе. В условии указано, что полупроводник состоит из соединения двух элементов с мольным отношением 1:1, а также указаны массовые доли компонентов в сложной смеси.
Рассмотрим шаг за шагом:
Дано:
- Массовые доли компонентов:
- Константан (сплав меди с никелем): 34,8%
- Полупроводник: 65,2%
- В полупроводнике соединение из двух элементов в соотношении 1:1 по мольной доле.
- В составе полупроводника – два элемента, в соотношении 1:1 по мольной доле.
- Массовые доли компонентов:
Что такое константан? Константан — сплав меди и никеля, обычно отношение по массе приблизительно 55% меди и 45% никеля, но в данном случае важно лишь то, что он служит в роли электропроводящего материала, а не влияет на состав полупроводниковой части.
Что подразумевается под "полупроводником" в этом контексте? В термоэлектрических устройствах широко используются соединения из элементов с насыщенными концентрациями донорных или акцепторных примесей, а также полупроводники, такие как селениды или теллуриды металлов, или полупроводниковые сплавы.
Мольное отношение 1:1:
- Элементы соединяются в равных моляхили по сути в соотношении атомных долей для поддержания определенных электропроводных свойств.
- Чаще всего для таких целей используют полупроводники на основе теллурида свинца или теллурида олова, а также селенида цинка, селенида кадмия.
Доля масс:
- Самое важное: что массовые доли позволяют определить, из каких элементов состоит полупроводник.
Удаление лишней информации и сосредоточение на главном:
- В условии прямо указано, что соединение двух элементов с мольным отношением 1:1.
- В61 году, когда разрабатывались такие материалы, широко применялись соединения теллуридов (например, теллурид олова или свинца) и селенида цинка.
Вероятное решение исходя из исторических данных:
- В электроприборах и термоэлементах, разработанных в те времена, широко использовались:
- Свинец (Pb)
- Теллур (Te)
Хотя могли использоваться и другие элементы, наиболее распространенными и реализуемыми в таких условиях являются именно свинец и теллур.
- В электроприборах и термоэлементах, разработанных в те времена, широко использовались:
Ответ: В состав полупроводника входили элементы свинец (Pb) и теллур (Te), соединение которых обеспечивает нужные свойства для работы термоэлектрического генератора при соотношении по мольной доле 1:1.
Итоговый ответ:
В состав этого полупроводника входили элементы свинец (Pb) и теллур (Te), соединенные в соотношении 1:1 по мольной доле.
