Chuyên đề nâng cao dòng điện trong các môi trường Vật lí 11

Chuyên đề nâng cao dòng điện trong các môi trường Vật lí 11 được trích từ cuốn sách Khám Phá Tư Duy Sáng Tạo Bồi Dưỡng Học Sinh Giỏi Vật Lí 11 THPT của tác giả Chu Văn Biên.

Dạng 1. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.
+ Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật ôm: U I R. + Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất: Với ρ0 là điện trở suất của kim loại ở t0C. + Điện trở của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất: Với R0: điện trở ở t0C hệ số nhiệt của điện trở. + Biểu thức suất điện động nhiệt điện hệ số nhiệt điện động (µV/K), T1 và T2 lần lượt là nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh.
Dạng 2. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN.
LOẠI 1: ĐIỆN PHÂN CÓ DƯƠNG CỰC TAN.
+ Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối mà kim loại anôt làm bằng chính kim loại ấy. + Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật ôm, giống như đoạn mạch chỉ có điện trở thuần (vì khi đó có một cực bị tan nên bình điện phân xem như một điện trở). + Sử dụng định luật Farađây: Định luật 1: Khối lượng m của các chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với điện lượng q chạy qua bình đó. Biểu thức: m = kq (1) (hệ số tỉ lệ k gọi là đương lượng điện hóa, k phụ thuộc vào bản chất của chất được giải phóng, k có đơn vị là kg/C).
Định lật 2: Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố, tỉ lệ với đương lượng gam A n của nguyên tố đó Kết hợp (1) và (2) ta có biểu thức của định luật Fa-ra-đây, biểu thị 2 định luật. Trong đó: k là đương lượng điện hóa của chất được giả phóng ra ở điện cực (đơn vị g/C). F = 96 500 C/mol: là hằng số Farađây. n là hóa trị của chất thoát ra. A là khối lượng nguyên tử của chất được giải phóng ( đơn vị gam). q là điện lượng dịch chuyển qua bình điện phân (đơn vị C). I là cường độ dòng điện qua bình điện phân (đơn vị A). t là thời gian điện phân (đơn vị s). m là khối lượng chất được giải phóng (đơn vị gam).
LOẠI 2: ĐIỆN PHÂN KHÔNG CÓ DƯƠNG CỰC TAN.
+ Khi không có hiện tượng dương cực tan thì bình điện phân xem như một máy thu điện, nên dòng điện qua bình tuân theo định luật ôm cho đoạn mạch chứa máy thu (vì có hai cực, dòng vào cực dương ra cực âm) + Để giải ta cũng sử dụng định luật Farađây.
Các công thức liên quan cần thiết để giải dạng toán này: Khối lượng riêng Thể tích: V = S.d Trong đó: D (kg/m3): khối lượng riêng d (m): bề dày kim loại bám vào điện cực S (m2): diện tích mặt phủ của tấm kim loại V (m3): thể tích kim loại bám vào điện cực.

[ads]