Question

электроны перемещаются от одного конца алюминиевой проволоки к другому за 50 ч. определить силу тока в проволоке, если её длина 500м, плорщадь поперечного сечения 1,2мм^2,и на каждый атом алюминия приходится в среднем 3 электрона проводимости.

Answer 1

Сперва необходимо найти массу проволоки: m = ρ · V

Объем тоже можно найти, если представить проволоку как цилиндр:  V = S · L

V =1,2 · 10⁻⁶ м² · 500 м = 6 · 10⁻⁴ м³

m = 2700 кг/м³ · 6 · 10⁻⁴ м³ = 1,62 кг

Теперь можно найти число атомов:

N = m · Na / M

N =1,62 кг · 6 · 10²³ моль⁻¹ / 0,027 кг/моль = 3, 6 · 10²⁵

Найдем общее число валентных элентронов проводимости: Ne = 3 · N = 1, 08 · 10²⁶

Сила тока I = q/t = Nе · e /t

Заряд электрона е = 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл

I =1, 08 · 10²⁶ · 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл / 50 · 3600 c = 1, 08 · 10²⁶· 1,6 · 10⁻¹⁹ Кл / 1 ,8 · 10⁵ c = 96 А

Сила тока получилась огромная, это и допустимо, потому что допущено, что все свободные электроны переместились через сечение

Answer 2

Для определения силы тока в проволоке, мы можем использовать формулу:

I = n * q * v * A

где: - I - сила тока (в амперах) - n - концентрация свободных электронов (в единицах на объем) - q - заряд электрона (1.6 * 10^(-19) Кл) - v - скорость электронов (в метрах в секунду) - A - площадь поперечного сечения проводника (в квадратных метрах)

Для начала, нам нужно определить концентрацию свободных электронов. По условию, на каждый атом алюминия приходится в среднем 3 электрона проводимости. Таким образом, концентрация свободных электронов будет:

n = 3 * N / V

где: - N - количество атомов в проводнике - V - объем проводника

Мы знаем, что длина проводника равна 500 метров, а площадь поперечного сечения равна 1.2 мм^2. Чтобы рассчитать объем проводника, мы должны умножить площадь на длину:

V = A * L

где: - A - площадь поперечного сечения проводника - L - длина проводника

Теперь мы можем рассчитать концентрацию свободных электронов:

n = 3 * N / (A * L)

Для расчета силы тока, нам также нужно узнать скорость электронов. Мы можем использовать формулу:

v = d / t

где: - d - расстояние, которое проходят электроны (в метрах) - t - время, за которое электроны перемещаются от одного конца проволоки к другому (в секундах)

По условию, электроны перемещаются от одного конца алюминиевой проволоки к другому за 50 часов. Чтобы перевести это время в секунды, мы должны умножить его на 3600:

t = 50 * 3600

Теперь мы можем рассчитать скорость электронов:

v = d / (50 * 3600)

Таким образом, мы получили все необходимые значения для расчета силы тока в проводнике. Теперь подставим их в исходную формулу:

I = (3 * N / (A * L)) * (1.6 * 10^(-19) Кл) * (d / (50 * 3600)) * A

Чтобы рассчитать силу тока точно, нам нужно знать количество атомов в проводнике. Такая информация может быть недоступна или сложно определить.