Скільки часу тривав електровіз якщо при силі струму 0,5 кА на катоді виділося 1,8 кг алюмінію

1,5

Объяснение:

Дано:

V = 10 л = 10*10⁻³ м³

m = 2 г = 2*10⁻³ кг

t = 27⁰C;      T = t+273 = 27+273 = 300 K

p = 200 кПа = 200*10³ Па

m₁ / m₂ - ?

Пусть масса водорода равна m₁, тогда масса гелия m₂ =( m-m₁)

Из закона Клапейрона-Менделеева

p*V = m*R*T / M

парциальное давление водорода:

p₁ = m₁*R*T / (V*M₁)

парциальное давление гелия:

p₂ = m₂*R*T / (V*M₂)

Давление:

p = p₁ + p₂ = (R*T/V)*(m₁/M₁+m₂/M₂)

p  = (R*T/V)*(m₁/M₁+(m - m₁) /M₂)

Для упрощения вычислений подставим данные:

200*10³ =( 8,31*300/10*10⁻³)*(m₁/(2*10⁻³) + 2*10⁻³/(4*10⁻³) - m₁/(4*10⁻³))

200 000 = 250 000 * (500*m₁ + 0,5 - 250*m₁)

0,5+250*m₁ = 200000/250000

0,5+250*m₁ = 200000/250000

250*m₁ = 0,8-0,5

m₁ = 0,3/250 = 1,2*10⁻³ кг

m₂ = 2*10⁻³-1,2*10⁻³ = 0,8*10⁻³ кг

m₁/m₂ = 1,2 / 0,8 = 1,5

Возьмём данные из справочника:

Удельное сопротивление меди

sy = 0.018 Ом * мм^2/м

Плотность меди

ro = 8920 кг / м^3

Пусть проводник имеет цилиндрическую форму, тогда его объём вычисляется по формуле

V = pi*r^2*d - где r - радиус сечения, d - длина проволоки

Т.к. масса медного провода равна m=360 г и плотность вычисляется по формуле

m/V = ro

то его объем равен:

V = m / ro = 0.36 кг / 8920 кг/м^3 = 0.0000404 м^3

Получили первое уравнение для определения длины:

pi*r^2*d = 0.0000404

Второе уравнение найдём из определения сопротивления

Полное сопротивление равно s = 17 Ом и равно удельное сопротивление умноженное на кол-во метров d и деленное на площадь сечения pi*r^2

s = sy * d / (pi * r^2)

17 = 0,018 * 0.001 * 0.001 * d / (pi * r^2)

Значит, второе уравнение:

d / (pi * r^2) = 17 / 0.000000018

d / (pi * r^2) = 944444444.44

Решаем систему (pi - это число Пи = 3.14159...):

pi*r^2*d = 0.0000404

d / (pi * r^2) = 944444444.44

Получаем ответ:

или

r = 0.25 мм - радиус проволоки

d = 195.33 м - длина проволоки