Сколько раз увеличится масса меди, выделяющейся на катоде за единицу времени, если температура раствора
Объяснение: Для решения данной задачи, нам необходимо учесть два физических явления — изменение сопротивления раствора медного купороса и зависимость массы меди на катоде от времени.
Согласно условию задачи, при повышении температуры на 1 К, сопротивление раствора уменьшается на 2%. Если температура повысится на 5 К, то сопротивление будет уменьшено на 10% (2% * 5 К).
Учитывая явление электролиза, масса меди на катоде пропорциональна количеству прошедших через него электрических зарядов. Следовательно, изменение массы меди (Δm) будет пропорционально изменению количества прошедшего заряда (ΔQ), которое в свою очередь зависит от изменения сопротивления (ΔR).
Формула для определения изменения массы меди:
Δm = k * ΔQ
где k — коэффициент пропорциональности.
Поскольку ΔR пропорционально изменению температуры, то коэффициент k также будет зависеть от изменения температуры.
Пример использования:
Давайте предположим, что при исходной температуре раствора, масса меди на катоде равна 10 г. Для нахождения изменения массы меди, нам нужно знать значение коэффициента k при изменении температуры на 1 К.
Допустим, k равно 0,5 (это значение взято для примера), и ΔR равно -10% (изменение сопротивления при повышении температуры на 5 К). Тогда:
Δm = k * ΔQ
Δm = 0,5 * ΔQ
Мы знаем, что ΔR = -10%, поэтому ΔQ будет равно -10% от начального заряда, который потребовался для образования 10 г меди.
Теперь мы можем рассчитать массу меди при повышении температуры:
Δm = 0,5 * (-10%) * 10 г
Δm = -0,5 г
Таким образом, масса меди на катоде уменьшится на 0,5 г при повышении температуры на 5 К.
Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с основами электролиза, термоэлектрическим эффектом и сопротивлением электролита. Также обратите внимание на пропорциональность между массой металла и количеством прошедшего через него заряда.
Практика:
Предположим, что начальная масса меди составляет 20 г, и сопротивление медного купороса при повышении температуры на 1 К уменьшается на 3%. Найдите изменение массы меди на катоде, если температура повысится на 8 К.