3. Задача. А) По проводнику сопротивлением 20 Ом за 5 минут прошло 300 Кл электричества. Вычислить работу тока за это время.

Дано: R=20 Ом t =300c Q = 300 Кл А -?

Решение: A= I2Rt=( Q/t)2Rt = Q2R/t = 6000 Дж

б) Дуговая печь потребляет ток 200А от сети напряжением 127 В через ограничительное сопротивление 0,2 Ом. Определить мощность, потребляемую печью.

Дано: I= 200 A U =127 В R = 0,2 Ом Рпечи -?

Решение: Мощность Р =U·I или Р=I2·R. Мощность печи равна разности мощности источника тока и мощности, потребляемой ограничительным сопротивлением. Р = U·I - I2·R

Билет № 9

1. Кинетическая энергия. Закон сохранения энергии в механических процессах.

Энергия – универсальная количественная мера различных форм движения материи.

В соответствии с разными формами движения материи говорят о разных видах энергии – механической, внутренней, ядерной и т.д. В процессе взаимодействия формы энергии меняются, (механическая энергия переходит во внутреннюю или наоборот). Потенциальная энергия – часть энергии механической системы, зависящая

только от взаимного расположения частей системы и их положения во внешнем силовом поле (энергия поднятого над землей тела, энергия сжатой пружины). Потенциальная энергия тела относительно Земли может быть положительной и отрицательной.

, m- масса тела, h –высота тела над поверхностью Земли, g- ускорение свободного падения. - энергия упругодеформированного тела.

Кинетическая энергия – это энергия движущегося тела. Её величина равна половине произведения массы тела на квадрат скорости движения тела

Кинетическая энергия может быть только положительной, она является относительной величиной, т.е. зависит от выбора системы отсчета. Работа сил, приложенных к телу, равна изменению его кинетической энергии А =

Для замкнутой системы, где не действуют силы трения полная энергия системы, т.е. сумма потенциальной и кинетической энергии, остается величиной постоянной при любых взаимодействиях тел этой системы между собой. Внутри системы энергия может переходить от одного тела к другому или от одного состояния в другое (из кинетической в потенциальную и наоборот).

Если в системе действуют силы трения, то полная энергия системы убывает, а убыль энергии численно равна работе сил сопротивления.

Закон сохранения энергии применяется только при упругих взаимодействиях (когда нет деформации тел).

2. Электрический ток в электролитах. Электролиз. Закон электролиза.

Электролиты-растворы солей, щелочей, кислот в воде (или расплавы этих веществ) являются хорошими проводниками электрического тока, их называют проводниками второго рода. Проводимость электролитов создается движением ионов. Ионы возникают в процессе взаимодействия молекул растворенного вещества с молекулами воды. Процесс распада молекул на ионы под действием растворителя или в результате интенсивного теплового движения в расплавах называется электролитической диссоциацией. Наряду с диссоциацией в растворе идет обратный процесс – рекомбинация ионов в нейтральную молекулу .Под действием электрического поля положительные ионы( катионы) движутся к катоду(-), а отрицательные ионы (анионы) движутся к аноду(+), создавая электрический ток. Таким образом, ток в электролитах - направленное движение ионов.

Электролиз-выделение вещества на электродах, погруженных в раствор электролита, при прохождении электрического тока называется электролизом. Достигнув катода, катионы присоединяют к себе электроны и превращаются в нейтральные молекулы. Анионы , достигнув анода и отдав ему избыточные электроны, также превращаются в нейтральные молекулы. В итоге на электродах выделяется чистое вещество.

Применение электролиза:

а) очистка металлов от примесей. При рафинировании меди анодом служит неочищенная медь, катодом –тонкая пластина очищенной меди, на которой будут откладываться ионы меди, электролитом служит раствор медного купороса(CuSO₄).

б) для получения алюминия и щелочных металлов.

в) С помощью электролиза один металл покрывают тонким слоем другого для защиты от коррозии и для декоративных целей. Этот процесс называется гальваностегией. Изделие служит катодом, электролит-раствор соли, содержащей металл, из которого нужно сделать покрытие, анод- пластина из того же металла( золото, никель, хром и т. д.)

В начале 30-х годов 19 в. М. Фарадей экспериментально установил 2 закона электролиза.

1 закон электролиза: Масса вещества, выделяющегося на электродах, пропорциональна заряду, прошедшему через электролит m = kQ; или m = kIt, где

k- электрохимический эквивалент вещества, его величина зависит от природы вещества. Электрохимический эквивалент численно равен массе вещества, выделяющейся на электроде при токе 1А за 1сек. = кг/А·с.

2 закон электролиза: Электрохимический эквивалент вещества пропорционален молярной массе вещества и обратно пропорционален валентности вещества k = , в данной формуле коэффициентом пропорциональности является величина, обратная постоянной Фарадея (1/F)

Объединенный закон Фарадея можно получить теоретически. Он будет иметь вид:

m = .

3. Задача

а) Найти работу выхода электрона из металла, если фотоэффект начинается при частоте 4·10¹⁴ Гц.

Дано:

Решение. Авых = h·ν = 6,63·10-34Дж·с ·4·1014Гц = 26,52·10-20 Дж.