-->
|
|
|
Ãëàâà 3. Ýëåêòðè÷åñêèé òîê â ðàçëè÷íûõ ñðåäàõ Óïðàæíåíèå 71. Ñïëîøíîé ìåòàëëè÷åñêèé öèëèíäð ðàäèóñîì R âðàùàåòñÿ ñ ïîñòîÿííîé óãëîâîé ñêîðîñòüþ ω. Íàéäèòå çàâèñèìîñòü íàïðÿæåííîñòè âîçíèêàþùåãî ïîëÿ îò ðàññòîÿíèÿ r äî îñè öèëèíäðà è ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ ìåæäó ïîâåðõíîñòüþ öèëèíäðà è îñüþ.
2. Ñ êàêîé ÷àñòîòîé ï ñëåäóåò âðàùàòü ìåòàëëè÷åñêèé äèñê ðàäèóñîì R = 25 ì (ðèñ. 3.66), ÷òîáû ìîæíî áûëî îáíàðóæèòü ðàçíîñòü ïîòåíöèàëîâ ìåæäó îñüþ è êðàåì äèñêà, âîçíèêøóþ ïðè åãî âðàùåíèè? ×óâñòâèòåëüíîñòü ãàëüâàíîìåòðà U = 10-5 Â/äåë. Îòíîøåíèå çàðÿäà ýëåêòðîíà ê åãî ìàññå 3. Îäèí ïîëþñ èñòî÷íèêà òîêà ê ýëåêòðè÷åñêîé ëàìïî÷êå ïðèñîåäèíèëè ìåäíûì ïðîâîäîì, à äðóãîé ïîëþñ — àëþìèíèåâûì ïðîâîäîì; äèàìåòðû ïðîâîäîâ îäèíàêîâûå. Ñðàâíèòå ñêîðîñòè óïîðÿäî÷åííîãî äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ â ïîäâîäÿùèõ ïðîâîäàõ, ñ÷èòàÿ, ÷òî íà êàæäûé àòîì ïðèõîäèòñÿ îäèí ýëåêòðîí ïðîâîäèìîñòè. Ïëîòíîñòè àëþìèíèÿ è ìåäè ñîîòâåòñòâåííî ðàâíû 2,7 • 103 êã/ì3 è 8,9 • 103 êã/ì3, èõ îòíîñèòåëüíûå àòîìíûå ìàññû 27 è 64. 4. Ïðè ýëåêòðîëèçå ðàñòâîðà ñåðíîé êèñëîòû çà âðåìÿ t = 50 ìèí âûäåëèëñÿ âîäîðîä ìàññîé m = 3 • 10-4 êã. Îïðåäåëèòå êîëè÷åñòâî òåïëîòû, âûäåëèâøååñÿ ïðè ýòîì â ðàñòâîðå ýëåêòðîëèòà, åñëè åãî ñîïðîòèâëåíèå R = 0,4 Îì, à ýëåêòðîõèìè÷åñêèé ýêâèâàëåíò âîäîðîäà k = 10-8 êã/Êë. 5. Òðè ýëåêòðîëèòè÷åñêèå âàííû ñîåäèíåíû òàê, êàê ïîêàçàíî íà ðèñóíêå 3.67.  äâóõ èç íèõ èìååòñÿ ðàñòâîð AgNO3, à â òðåòüåé — ðàñòâîð CuSO4. Ñêîëüêî ñåðåáðà âûäåëèëîñü â ïåðâîé âàííå, åñëè âî âòîðîé âûäåëèëîñü m2 = 60,4 ìã ñåðåáðà, à â òðåòüåé — m3 = 41,5 ìã ìåäè? Ýëåêòðîõèìè÷åñêèé ýêâèâàëåíò ñåðåáðà kc = 1,118 ìã/Êë, ìåäè — kM = 0,329 ìã/Êë.
6. ×åìó ðàâíà ìàññà ñåðåáðà, âûäåëèâøåãîñÿ çà 1 ÷ ïðè ýëåêòðîëèçå ðàñòâîðà AgNO3? Ñîïðîòèâëåíèå ðàñòâîðà ýëåêòðîëèòà 1,2 Îì, íàïðÿæåíèå íà çàæèìàõ âàííû 1,5 Â, à ýëåêòðîäâèæóùàÿ ñèëà ïîëÿðèçàöèè 0,8 Â. 7. Ïðè ýëåêòðîëèçå ïîëîæèòåëüíûå è îòðèöàòåëüíûå èîíû íåïðåðûâíî íåéòðàëèçóþòñÿ íà ñîîòâåòñòâóþùèõ ýëåêòðîäàõ. Ïî÷åìó êîíöåíòðàöèÿ èîíîâ â ðàñòâîðàõ ýëåêòðîëèòîâ ïîääåðæèâàåòñÿ íà ïîñòîÿííîì óðîâíå?  êàêèõ ó÷àñòêàõ ðàñòâîðà ïðîèñõîäèò ïîïîëíåíèå óáûëè èîíîâ? 8. Ïîëíàÿ ïëîòíîñòü òîêà â ðàñòâîðàõ ýëåêòðîëèòîâ îïðåäåëÿåòñÿ êàê ñóììà ïëîòíîñòåé äâóõ òîêîâ — ïëîòíîñòè òîêà ïîëîæèòåëüíûõ èîíîâ è ïëîòíîñòè òîêà îòðèöàòåëüíûõ èîíîâ: j = e(n+υ+ + n-υ-), ãäå å — ìîäóëü çàðÿäà èîíà, n è υ ñ ñîîòâåòñòâóþùèìè èíäåêñàìè — êîíöåíòðàöèè è ñêîðîñòè ïîëîæèòåëüíûõ è îòðèöàòåëüíûõ èîíîâ. Ïî÷åìó æå ìàññà âåùåñòâà, âûäåëèâøåãîñÿ, ê ïðèìåðó, íà êàòîäå, ñ÷èòàåòñÿ ïðîïîðöèîíàëüíîé ïîëíîé ïëîòíîñòè òîêà, à íå ïëîòíîñòè òîêà en+υ+? 9. Ïðè íèêåëèðîâàíèè äåòàëè â òå÷åíèå 2 ÷ íà íåé îòëîæèëñÿ ñëîé íèêåëÿ òîëùèíîé d = 0,03 ìì. Ýëåêòðîõèìè÷åñêèé ýêâèâàëåíò íèêåëÿ k = 3 • 10-7 êã/Êë. Ïëîòíîñòü íèêåëÿ ρ = 8,9 • 103 êã/ì3. Îïðåäåëèòå ïëîòíîñòü òîêà ïðè ýëåêòðîëèçå. 10. Ïðè ýëåêòðîëèçå çà 20 ìèí ïðè ñèëå òîêà 2,5 À íà êàòîäå âûäåëèëîñü 1017 ìã äâóõâàëåíòíîãî ìåòàëëà. Êàêîâà åãî îòíîñèòåëüíàÿ àòîìíàÿ ìàññà? 11. Ñêîëüêî ïàð èîíîâ âîçíèêàåò åæåñåêóíäíî ïîä äåéñòâèåì èîíèçàòîðà â 1 ñì3 ãàçîðàçðÿäíîé òðóáêè, â êîòîðîé òå÷åò òîê íàñûùåíèÿ 4 • 10-8 ìÀ? Ïëîùàäü êàæäîãî ïëîñêîãî ýëåêòðîäà ðàâíà 1 äì2, à ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè 5 ìì. Ñ÷èòàòü, ÷òî çàðÿä êàæäîãî èîíà ðàâåí çàðÿäó ýëåêòðîíà. 12. Ïðè êàêîé íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ íà÷íåòñÿ ñàìîñòîÿòåëüíûé ðàçðÿä â âîçäóõå, åñëè ýíåðãèÿ èîíèçàöèè ìîëåêóë ðàâíà 2,4 • 10-18 Äæ, à ñðåäíÿÿ äëèíà ñâîáîäíîãî ïðîáåãà 4 ìêì? Êàêîâà ñêîðîñòü ýëåêòðîíîâ ïðè ñòîëêíîâåíèè ñ ìîëåêóëîé? 13. Ê ýëåêòðîñòàòè÷åñêîé ìàøèíå ïîäêëþ÷åíû ñîåäèíåííûå ïàðàëëåëüíî ëåéäåíñêàÿ áàíêà è ðàçðÿäíèê. Ñèëà òîêà ýëåêòðîñòàòè÷åñêîé ìàøèíû I = 10-5 À. Åìêîñòü ëåéäåíñêîé áàíêè Ñ = 10-8 Ô. ×òîáû ïðîèçîøåë èñêðîâîé ðàçðÿä, ìàøèíà äîëæíà ðàáîòàòü t = 30 ñ. Äëèòåëüíîñòü ðàçðÿäà τ = 10-6 ñ. Îïðåäåëèòå ñðåäíþþ ñèëó ðàçðÿäíîãî òîêà Ip è íàïðÿæåíèå çàæèãàíèÿ èñêðîâîãî ðàçðÿäà Uç*. * Íàïðÿæåíèåì çàæèãàíèÿ Uç íàçûâàåòñÿ íàïðÿæåíèå, ïðè êîòîðîì íà÷èíàåòñÿ ñàìîñòîÿòåëüíûé ðàçðÿä â ãàçàõ.
|
|
|