К источнику с ЭДС 200 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подсоединены последовательно

Условие задачи:

К источнику с ЭДС 200 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подсоединены последовательно две электролитические ванны с раствором сульфата никеля, каждая из которых обладает сопротивлением 4 Ом. Электрохимический эквивалент никеля равен 3·10^-7 кг/Кл. ЭДС поляризации можно пренебречь. Через какое время на катоде каждой ванны отложится слой никеля массы 7,2 г?

Задача №7.3.27 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

\(\rm E=200\) В, \(r=2\) Ом, \(R=4\) Ом, \(k=3 \cdot 10^{-7}\) кг/Кл, \(m=7,2\) г, \(t-?\)

Решение задачи:

Так как ванны соединены последовательно, значит через них течет одинаковый ток, поэтому на каждой ванне за одно и то же время откладывается одинаковая масса никеля. Запишем первый закон Фарадея для электролиза:

\[m = kIt\]

Откуда выразим искомое время электролиза \(t\):

\[t = \frac{m}{{kI}}\;\;\;\;(1)\]

Чтобы найти силу тока, запишем закон Ома для полной цепи:

\[I = \frac{{\rm E}}{{2R + r}}\;\;\;\;(2)\]

Подставим (2) в (1), так мы получим решение задачи в общем виде:

\[t = \frac{{m\left( {2R + r} \right)}}{{k{\rm E}}}\]

Посчитаем ответ:

\[t = \frac{{7,2 \cdot {{10}^{ — 3}} \cdot \left( {2 \cdot 4 + 2} \right)}}{{3 \cdot {{10}^{ — 7}} \cdot 200}} = 1200\;с = 20\;мин\]

Ответ: 20 мин.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

7.3.26 Электрохимический эквивалент меди 3,3×10^(-7) кг/Кл. Сколько меди выделится на электроде
7.4.1 По проводнику сопротивлением 20 Ом за 5 мин прошло количество электричества 300 Кл
7.4.2 Электрический паяльник рассчитан на напряжение 120 В при токе 0,6 А. Какое количество