1. При під'єднанні до джерела живлення резистора 4 Ом сила струму в колі 0,3 А, а при під'єднанні резистора 7 Ом сила струму 0,2 А. Визначити внутрішній опір і ЕРС джерела. 2. Який заряд пройде під час електролізу розчину соляної кислоти для одержання 250 м³ водню за температури 300 К і тиску 1 атм?
Ответы
Объяснение:
1. Для визначення внутрішнього опору (R) і електрорушійної сили (ЕРС) джерела, використовуємо закон Ома:
У першому випадку, коли резистор дорівнює 4 Ом, сила струму (I1) = 0,3 А.
Закон Ома: U1 = I1 * R, де U1 - напруга, I1 - сила струму, R - опір.
U1 = 0,3 А * 4 Ом = 1,2 В
У другому випадку, коли резистор дорівнює 7 Ом, сила струму (I2) = 0,2 А.
Закон Ома: U2 = I2 * R, де U2 - напруга, I2 - сила струму, R - опір.
U2 = 0,2 А * 7 Ом = 1,4 В
Тепер, щоб знайти внутрішній опір джерела (r) і ЕРС (Е), враховуючи, що Е = U1 + U2, і I = I1 = I2, ми отримуємо систему рівнянь:
Е = U1 + U2
I = I1 = I2
Для Е ми маємо: Е = 1,2 В + 1,4 В = 2,6 В
Для I ми маємо: I = 0,3 А = 0,2 А = 0,5 А
Тепер ми можемо визначити внутрішній опір, використовуючи R = U / I, де U - напруга, I - сила струму:
r = (Е - U1) / I
r = (2,6 В - 1,2 В) / 0,5 А
r = 2,4 Ом
Отже, внутрішній опір джерела дорівнює 2,4 Ом, а ЕРС джерела дорівнює 2,6 В.
2. Для визначення заряду, який пройде під час електролізу розчину соляної кислоти, використовуємо рівняння, яке відображає залежність заряду (Q) від кількості речовини (n), яка розчинена в розчині, та фарадного числа (F):
Q = n * F
Для розчину соляної кислоти (HCl) ми знаємо, що кількість молей (n) водню (H2), яка буде виділятися під час електролізу, дорівнює 0,25 моль (якщо 250 мл водню при 300 К і 1 атмосферному тиску).
Фарадне число (F) дорівнює 96485 Кл/моль.
Отже, ми можемо обчислити заряд:
Q = 0,25 моль * 96485 Кл/моль ≈ 24121,25 Кл
Заряд, який пройде під час електролізу розчину соляної кислоти, становить приблизно 24121,25 Кулонів.