Тепловое и химическое действие тока.

Методические указания:

На карточке дана схема электрической цепи с условным изображением сосуда с жидкостью и нагревательной спиралью.

По шкале амперметра и термометра определите силу тока и начальную температуру жидкости. Подписи дают представление о виде и количестве налитой в сосуд жидкости, времени нагревания и величине сопротивления нагревательной спирали. Эти данные позволяют производить количественные расчеты по тепловым действиям тока. В левой верхней части карточки показана схема вольтметра с указанием химической формулы соли, растворенной в воде и величины активной площади пластины, на которую будет осаждаться металл при электролизе.

Этот вольтметр устанавливается вместо сосуда с нагревательной спиралью и термометром. При этом сила тока и время его прохождения берутся для расчетов такими же. Как и при нагревании жидкости спиралью.

При решении 3 задания используйте закон Джоуля-Ленца.

В 4 задании составьте уравнение теплового баланса, используя знания термодинамики.

Для выполнения 5 задания изучите законы Фарадея §10.2, учебник В.Ф. Дмитриева.

Толщину слоя вещества, выделяющегося на электроде, определите с использованием знаний, полученных в геометрии.

В 7 задании учтите, что напряжение на электродах вольтметра уменьшается на величину поляризации в вольтах. Удельная теплоемкость керосина С=2100 Дж/кг⁰С.

При расчетах используйте таблицу:

 

Электрохимический эквивалент 10 мкг/Кл
алюминий	Al^3+	0,09	никель	Ni^2+	0,3
водород	H^+	0,104	серебро	Ag^+	1,12
кислород	0^2-	0,083	хром	Cr^3+	0,18
медь	Cu^2+	0,33	цинк	Zn^2+	0,34

 

Плотность вещества кг/м^3
цинк	7133	никель	8900
хром	7190	медь	8900
серебро	10500

Ответить на вопросы:

1. Определите цену деления шкалы амперметра и силу тока, которую он показывает.

2. Определите цену деления шкалы термометра и начальную температуру жидкости.

3. Вычислите количество теплоты, пошедшее на нагревание жидкости за время t, если эффективность нагревателя составляет 40%. Время t указано в карточке.

4. Какую температуру покажет термометр в конце нагревания?

5. Вместо данного на карточке сосуда включили в цепь сосуд с водным раствором соли (вольтаметр). Химическая формула соли приведена в карточке, на рисунке вольтаметра.

6. Какое вещество и в каком количестве выделится на катоде за время t при том токе, какой указывает амперметр на карточке?

7. Какой толщины окажется слой выделившегося вещества? Площадь S активной части электрода указана в карточке.

8. Какое напряжение будет на электродах вольтметра, если ЭДС поляризации равна примерно 1 В?