|
|
|
Глава 16. Электрический ток в различных средах
§ 116. Примеры решения задач по теме: Электрический ток в различных средахНаиболее просты количественные закономерности для электрического тока в металлах и электролитах. Задачи на закон Ома, который выполняется для этих проводников, были приведены в главе 15. В данной главе преимущественно рассматриваются задачи на применение закона электролиза. Кроме того, при решении некоторых задач надо использовать формулу (16.1) для зависимости сопротивления металлических проводников от температуры. Задача 1. Проводящая сфера радиусом R = 5 см помещена в электролитическую ванну, наполненную раствором медного купороса. Насколько увеличится масса сферы, если отложение меди длится t — 30 мин, а электрический заряд, поступающий на каждый квадратный сантиметр поверхности сферы за 1 с, q = 0,01 Кл? Молярная масса меди М = 0,0635 кг/моль. Р е ш е н и е. Площадь поверхности сферы S = 4πR2 = 314 см2. Следовательно, заряд, перенесённый ионами за t = 30 мин = 1800 с, равен Δq = qSt = 0,01 Кл/(см2 • с) • 314 см2 • 1800 с = 5652 Кл. Масса выделившейся меди равна:
Задача 2. При электролизе, длившемся в течение одного часа, сила тока была равна 5 А. Чему равна температура выделившегося атомарного водорода, если при давлении, равном 105 Па, его объём равен 1,5 л? Электрохимическии эквивалент водорода Р е ш е н и е. По закону Фарадея масса m выделившегося водорода: m = kIt. (1) Из уравнения Менделеева—Клапейрона
Из выражений (1) и (2) определим температуру: Задача 3. При никелировании изделия в течение 1 ч отложился слой никеля толщиной l = 0,01 мм. Определите плотность тока, если молярная масса никеля М = 0,0587 кг/моль, валентность n = 2, плотность никеля Р е ш е н и е. Согласно закону электролиза Фарадея масса выделившегося на катоде никеля
где m = ρV = ρlS, а I = jS, где S — площадь покрытия никелем; F — постоянная Фарадея,
|
|
|