Определить силу тока, если быстрота изменения массы электронов проводимости, прошедших через поперечное сечение проводника равна 2 нг/с.
Очень нужно решение, эти данные все, что указано
Ответы
Для решения этой задачи необходимо использовать уравнение неразрывности, которое связывает скорость движения электронов с плотностью тока:
j = nev,
где j - плотность тока, n - концентрация электронов, e - заряд электрона, v - средняя скорость электронов.
Из уравнения можно выразить силу тока:
I = jA,
где I - сила тока, A - поперечное сечение проводника.
Таким образом, объединяя два уравнения, получим:
I = nevA
Дано значение быстроты изменения массы:
dm/dt = 2 нг/с
Это означает, что через поперечное сечение проводника проходит электрический заряд, масса которого уменьшается на 2 нг в секунду. Так как заряд электрона не изменяется, то рассматриваемый электрический заряд может быть составлен из n электронов.
Тогда можно записать следующее соотношение:
2 нг/с = n * me,
где me - масса электрона.
Так как значение массы электрона известно, то отсюда можно выразить концентрацию электронов:
n = (2 нг/с) / me = 3.24 * 10^13 м^-3
Используя данную концентрацию, можно вычислить силу тока:
I = nevA
Значение средней скорости электронов v неизвестно, поэтому можно пользоваться приближенным значением порядка 10^5 м/с (для меди), если концентрация исследуемого металла не указана. Тогда:
I = nevA = (3.24 * 10^13 м^-3) * (1.6 * 10^-19 Кл) * (10^5 м/с) * A
где Кл - кулон, единица заряда.
Отметим, что значение поперечного сечения проводника A не дано в задаче и должно быть известно для определения силы тока.