Срочно ❗❗❗❗
Какова скорость дрейфа электронов в медном проводе, если концентрация электронов проводимости по = 7-10^24 м^-3, а диаметр 4 мм. По стартеру грузовика подводится ток 100 A?
6. Определите электрохимический эквивалент k серебра Ag, если молярная масса 108-10^-3 кг/моль, валентность равна двум.
Ответы
Відповідь:
Для расчета скорости дрейфа электронов воспользуемся формулой:
v = I / (n * A * q)
где:
v - скорость дрейфа электронов, м/с
I - сила тока, А
n - концентрация электронов проводимости, м^-3
A - площадь поперечного сечения провода, м^2
q - заряд электрона, Кл
Значение заряда электрона q = 1,6 * 10^-19 Кл.
Площадь поперечного сечения провода A = (π * d^2) / 4 = (π * 0,004^2) / 4 = 1,26 * 10^-5 м^2.
Подставляя известные значения, получим:
v = 100 / (7 * 10^24 * 1,26 * 10^-5 * 1,6 * 10^-19) ≈ 0,009 м/с
Таким образом, скорость дрейфа электронов в медном проводе при подаче тока 100 А составляет около 0,009 м/с.
6. Электрохимический эквивалент вещества - это количество вещества, которое осаждается или выделяется на электроде при прохождении через него заряженных частиц (электронов или ионов) в количестве одного кулона (96 485 Кл).
Формула для расчета электрохимического эквивалента:
E = M / (Q * z)
где:
E - электрохимический эквивалент, кг/Кл
M - молярная масса вещества, кг/моль
Q - заряд, проходящий через электрод, Кл
z - стехиометрический коэффициент реакции (заряд иона)
Для серебра (Ag) заряд иона равен +1, а стехиометрический коэффициент реакции для электродной реакции осаждения Ag на катоде также равен +1. Значит, z = 1.
Тогда:
E = M / (Q * z) = M / (Q * 1) = M / Q
Чтобы найти электрохимический эквивалент Ag, нам нужно знать заряд, проходящий через электрод (Q).
По определению, 1 Ампер (А) - это заряд 1 Кулона (Кл), который проходит через электрод за 1 секунду. Таким образом, если мы знаем ток (I), проходящий через электрод, мы можем найти заряд, проходящий через него за время t:
Q = I * t
Для нахождения электрохимического эквивалента Ag, нам нужно знать, какой заряд проходит через катод за время, в течение которого осаждается 1 моль Ag.
Зная валентность Ag (равную 2) и количество электронов, передаваемых при его осаждении (2 электрона), мы можем выразить количество Кулонов, необходимых для осаждения 1 моль Ag:
Q = 2 * F
где F - постоянная Фарадея (96 485 Кл).
Тогда:
E = M / Q = M / (2 * F) = 108 * 10^-3 / (2 * 96 485) ≈ 5,58 * 10^-7 кг/Кл
Таким образом, электрохимический эквивалент серебра Ag равен примерно 5,58 * 10^-7 кг/Кл.
Пояснення:
1. Для расчета скорости дрейфа электронов в медном проводе можно использовать формулу:
v = I / (n * A * q)
где v - скорость дрейфа электронов, I - ток, n - концентрация электронов проводимости, A - площадь поперечного сечения провода, q - заряд электрона.
Значение заряда электрона q = 1,602 × 10^-19 Кл.
Площадь поперечного сечения провода A = πr^2, где r - радиус провода, который равен половине диаметра.
A = π(2 мм)^2 = 3,14 * 4 * 10^-6 м^2
Теперь мы можем подставить значения в формулу:
v = 100 A / (7 × 10^24 м^-3 * 3,14 * 4 × 10^-6 м^2 * 1,602 × 10^-19 Кл) = 0,016 м/с
Таким образом, скорость дрейфа электронов в медном проводе при токе 100 А и концентрации электронов проводимости 7 × 10^24 м^-3 равна 0,016 м/с.
2. Электрохимический эквивалент k (Ag) можно определить по формуле:
E = m / (z * F)
где E - электродный эквивалент, m - масса вещества, осажденного на электроде при прохождении 1 Кл электричества, z - валентность вещества, F - постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль.
Молярная масса k (Ag) равна 108 × 10^-3 кг/моль, а валентность равна 2. Тогда:
E = 108 × 10^-3 кг / (2 * 96485 Кл/моль) = 0,561 * 10^-6 кг/Кл
Таким образом, электрохимический эквивалент k (Ag) равен 0,561 * 10^-6 кг/Кл.