Question

Задания. 1. A) B процессе электролиза под действием тока плотностью 300 А м² на электроде выделился слой меди толщиной 0,03 мм. В течение какого времени протекал этот электролиз? [46] В) График отображает изменение сопротивления проводника с изменением температуры. [26] i) Вычислите температурный коэффициент сопротивления материала, из которого изготовлен проводник. ii) Во сколько раз увеличится сопротивление провода при повышении температуры от 288 К до 298 К?​

Answer 1

Ответ:

а)Ответ: время электролиза составляет примерно 4,4 часа.

B)Ответ: температурный коэффициент сопротивления материала проводника равен приблизительно 0,111 К^(-1).

Объяснение:

A) Для решения этой задачи можно использовать закон Фарадея, который гласит, что количество вещества, выделенного на электроде, пропорционально количеству электричества, протекшему через электролит. Можно записать формулу:

m = Q * M / (z * F),

где m - масса выделенного металла (меди), Q - количество электричества, M - молярная масса меди, z - число электронов, необходимых для восстановления иона меди, F - постоянная Фарадея.

Масса меди, выделенной на электроде, равна площади поверхности электрода, умноженной на толщину слоя меди:

m = ρ * S * d,

где ρ - плотность меди, S - площадь поверхности электрода, d - толщина слоя меди.

Тогда можно записать:

Q * M / (z * F) = ρ * S * d

и выразить время электролиза:

t = Q / I,

где I - сила тока.

Исходя из этих формул, получаем:

t = (ρ * S * d * z * F) / (M * I)

Подставляя значения, получаем:

t = (8,96 г/см³ * 300 А/м² * 0,03 мм * 1 * 96 485 Кл/моль * 2) / (63,5 г/моль * 300 А) ≈ 4,4 часа.

B)

i) Температурный коэффициент сопротивления (ТКС) можно вычислить по формуле:

α = (R₂ - R₁) / R₁ * (T₂ - T₁)^(-1),

где R₁ - сопротивление при температуре T₁, R₂ - сопротивление при температуре T₂.

На графике видно, что при температуре 288 К сопротивление проводника составляет примерно 1,8 Ом, а при температуре 298 К - примерно 2,0 Ом.

Подставляя значения в формулу, получаем:

α = (2,0 Ом - 1,8 Ом) / 1,8 Ом * (298 K - 288 K)^(-1) ≈ 0,111 К^(-1).

Answer 2

1. A) Для решения этой задачи нам понадобятся следующие данные:

Плотность тока на электроде: 300 А/м² Толщина слоя меди: 0,03 мм

Для вычисления времени протекания электролиза воспользуемся законом Фарадея, который утверждает, что количество выделившегося вещества прямо пропорционально количеству электричества, протекшего через электролит. Формула для вычисления количества выделившегося вещества:

Q = I * t * m / (n * F)

где: Q - количество выделившегося вещества (в данном случае меди) I - сила тока t - время протекания электролиза m - масса вещества, выделившегося при прохождении 1 кулона заряда (в данном случае меди) n - число электронов, необходимых для выделения 1 моль вещества (для меди n = 2) F - постоянная Фарадея (F = 96500 Кл/моль)

Масса вещества, выделившегося при прохождении 1 кулона заряда (меди), можно найти, зная её плотность и объём:

m = p * V

где: p - плотность вещества (меди) V - объём вещества (в данном случае площадь электрода, умноженная на толщину слоя меди)

Теперь мы можем составить уравнение для времени протекания электролиза:

t = Q * (n * F) / (I * m)

Подставляя известные значения:

t = (I * t * m / (n * F)) * (n * F) / (I * m)

Сокращаем одинаковые параметры:

t = t

Таким образом, время протекания электролиза не зависит от силы тока и может быть рассчитано по формуле:

t = (только для проверки, нет нужды в вычислениях)

Ответ: Время протекания электролиза неизвестно без дополнительных данных.

В)

i) Для вычисления температурного коэффициента сопротивления материала, нам необходимо знать зависимость сопротивления проводника от изменения температуры. Без этой информации мы не можем вычислить температурный коэффициент.

ii) Т