В помощь поступающим в вузы. Физика. Молекулярная физика. Тепловые явления. Электричество и магнетизм - Демков В.П.
Скачать (прямая ссылка):
среднюю скорость движения трамвая, если к.п.д. электродвигателя и
механизмов передачи равен г) = 60%.
13.236. Через обмотку якоря электродвигателя, подключеного к сети
напряжением U = 110 В, протекает ток силой 7= 10 А. Чему равна
потребляемая мощность и к.п.д. электродвигателя, если сопротивление
обмотки якоря равно R = 2 Ом?
13.237. Лифт массой т=1 т равноускоренно поднимается на высоту А = 15
м за г = 30 с. Напряжение на зажимах электромотора U = 220 В, его к.п.д.
т| = 80 %. Найти силу тока в обмотке мотора.
13.238. В электрическом чайнике мощностью N = 800 Вт можно вскипятить
V= 1,5 л воды, имевшей температуру t = 20°С за время т = 20 мин. Найти
к.п.д. чайника. Удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг К).
324
13.239. На изготовление кипятильника израсходована нихромовая
проволока объемом F= 10 см3. Какую массу воды можно нагревать ежеминутно
этим кипятильником от f] = 10°С до t2 = 100°С при плотности тока в цепи у
= 3 А/мм2? К.п.д. кипятильника г| = 70%. Удельное сопротивление нихрома р
= 1,05-10'5 Ом-м, удельная теплоемкость воды с = 4200 Дж/(кг-К).
13.240. Нагревательная спираль электрического чайника при температуре
/ = 100°С имеет сопротивление R = 10 Ом. Какой силы ток нужно пропустить
через спираль, чтобы испарить т = 100 г воды, взятой при температуре
кипения, за т = 1 мин, если к.п.д. чайника г| = 70%? Удельная теплота
парообразования г = 2,3 МДж/кг.
13.241. Какую массу нефти нужно сжечь на тепловой электростанции,
чтобы по телевизору, потребляющему ток силой 7= 1,2 А при напряжении U
=220 В, посмотреть фильм продолжительностью т = 1,5 часа? К.п.д.
электростанции т| = 35%. Удельная теплота сгорания нефти q = 4,6-107
Дж/кг.
Электролиз
13.242. Через раствор азотно-кислого серебра проходит ток плотностью j
= 0,7 А/дм2. Сколько времени нужно пропускать ток, чтобы на катоде
образовался слой серебра толщиной d = 0,05 мм? Относительная атомная
масса серебра равна А = 108 а.е.м., валентность п = 1, плотность р = 10,5
г/см3.
• Решение. При прохождении электрического тока силой I через раствор
азотно-кислого серебра за время t на -катоде откладывается масса серебра
m = klt, (1)
где к = ~~р ~ электрохимический эквивалент серебра.
Если серебро плотностью р осаждается равномерно по всей поверхности
электрода площадью S и образует слой толщиной d, то масса выделившегося
серебра
m = pSd.
С учетом этого формулу (1) перепишем так:
9Sd=±It,
или, используя связь I=jS между силой тока и его плотностью:
pSd = -^jSt.
Откуда получаем
. nFpd , t = -7*7- = 1,86 часа.
^ nFpd , А J
• Ответ: t = -т-'т- я 1,86 часа.
A J
13.243. Вычислить число Фарадея и заряд электрона, если известно, что
при прохождении через электролит тока в 7 = 3 А в течение t = 20 мин на
катоде выделилось т = 1188 мг меди. Относительная атомная масса меди
равна А = 64 а.е.м., валентность - п = 2.
325
13.244. При силе тока / = 5 А за время t = 10 мин в электролитической
ванне выделилось т = 1,02 г двухвалентного металла. Определить его
относительную атомную массу.
13.245. Какое количество алюминия выделится на катоде площадью S= 1
см2 за t = 6 час при электролизе A12(S04)3 при пропускании через
электролит тока плотностью j = 15 кА/м2? Относительная атомная масса
алюминия А = 27 а.е.м., валентность - п = 3.
13.246. Две электролитические ванны соединили последовательно. В
первой ванне выделилось т, = 3,9 г цинка, во второй за это же время т2 =
2,24 г железа. Цинк двухвалентен. Какова валентность железа?
Относительные атомные массы цинка и железа равны Ах = 56 а.е.м. и Аг = 65
а.е.м. соответственно.
13.247. Определить валентность железа, если при прохождении через
железный вольтаметр q = 60 Кл электричества на катоде выделилось т = 11,6
г железа. Относительная атомная масса железа А = 56 а.е.м.
13.248. Через раствор азотной кислоты проходит ток /= 1 А. Какое
количество электричества переносится в единицу времени ионами каждого
знака?
13.249. Какое количество атомов двухвалентного цинка можно выделить за
t = 5 мин при пропускании тока силой 1=2,5 А через раствор сернокислого
цинка? Электрохимический эквивалент цинка к= 3,39-10'7 кг/Кл.
13.250. Электролиз раствора NiS04 протекал при плотности тока j = 0,15
А/дм2. Какое количество атомов никеля выделилось за t = 2 мин на площади
5=1 см2 поверхности катода? Электрохимический эквивалент никеля к= 3,04-
10"7 кг/Кл.
13.251. При никелировании пластины ее поверхность покрывается слоем
никеля толщиной d= 0,05 мм. Определить среднюю плотность тока, если время
никелирования t= 2,5 часа. Плотность никеля р = 8,9-103 кг/м3,
относительная атомная масса А = 58,7 а.е.м., валентность - п = 2.
13.252. Через какое время медный анод станет тоньше на М = 0,03 мм,
если плотность тока при электролизе j = 2 А/дм2? Электрохимический
эквивалент меди к= 3,3-10"7 кг/Кл, плотность меди р = 8,9-103 кг/м3.
13.253. При какой плотности тока в растворе FgN03 толщина
выделяющегося серебра растет со скоростью о = 1 мм/час? Электрохимический
