Какова средняя скорость упорядоченного движения электронов в проволоке из серебра с сечением 1 мм^2, по которой
Какова средняя скорость упорядоченного движения электронов в проволоке из серебра с сечением 1 мм^2, по которой протекает ток силой 1 А? Предположим, что каждый атом серебра предоставляет один свободный электрон. Известно, что плотность серебра составляет 10,5-10^3 кг/м3, а его относительная атомная масса равна 108. Учитывая постоянную Авогадро N (6,02 - 10^23 моль^-1), требуется вычислить среднюю скорость электронов.
24.12.2023 17:06
Разъяснение:
Средняя скорость упорядоченного движения электронов в проводнике можно вычислить, зная силу тока и параметры проводника.
Сначала необходимо найти количество электронов в проводнике. Для этого используется плотность серебра, его относительная атомная масса и постоянная Авогадро.
1. Вычислим массу 1 моль серебра:
Масса серебра = плотность * объем
Масса серебра = (10,5-10^3 кг/м3) * (1 мм^2 * 1 м * 1 м) = 10,5-10^-3 кг
2. Найдем количество атомов в 1 моль серебра, используя отношение массы серебра к его относительной атомной массе и постоянную Авогадро:
Количество атомов = (масса серебра / относительная атомная масса) * постоянная Авогадро
Количество атомов = (10,5-10^-3 кг / 108) * (6,02-10^23 моль^-1) = 5,82-10^21
3. Так как каждый атом серебра предоставляет один свободный электрон, то количество электронов будет равно количеству атомов:
Количество электронов = 5,82-10^21
4. Вычислим скорость электронов:
Скорость = ток / (электрический заряд * количество электронов)
Средняя скорость = 1 А / (1,6-10^-19 Кл * 5,82-10^21) ≈ 1,09-10^-4 м/с
Демонстрация:
Требуется вычислить среднюю скорость упорядоченного движения электронов в проволоке из серебра.
Совет:
- При решении задачи по физике важно использовать правильные единицы измерения и не забывать применять необходимые константы и формулы.
- Если у вас возникли трудности, перепроверьте каждый шаг вычисления и убедитесь, что вы правильно выполнили все вычисления.
Дополнительное задание:
Предположим, что вместо проволоки из серебра мы используем проволоку из меди (относительная атомная масса 63,5) с тем же сечением 1 мм^2 и протекающим током силой 2 А. Вычислите среднюю скорость упорядоченного движения электронов в этой медной проволоке, учитывая тот же самый расчетный подход.