Попробуем изложить, как мне это видится. Сила тока равна заряду, протекающему через поперечное сечение проводника в единицу времени. (1) Заряд, протекающий через площадку площадью S за малый временной интерва Δt равен: (2) N - Количество электронов попадающих в объем V=v*Δt*S n - концентрация электронов e - заряд электрона Кл. v - Скорость электрона при подлете к пластине (Δt достаточно мал, чтобы считать скорость в течении этого интервала постоянной). Из (1) и (2) следует, что: (3) Замечательно, но концентрация n и площадь S нам неизвестны. Что можно извлечь из силы. Сила равна (2й закон Ньютона): (4) изменению импульса за за время Δt. (Вообще-то производной импульса по времени ). Вот дальше я вижу некоторый произвол в определении изменении изменения импульса. Если считать, что электрон при прилете весь импульс отдает электроду, то ΔP=mv. Скорость v равна (5)
кг. масса электрона.
Суммарный импульс передаваемый всеми электронами, прилетающими из объема V: Соответственно сила F: (6) Вот. Теперь из (6) можно выразить концентрацию n через силу F. (7) Теперь, если (7) подставить в (3) получим: (8) Скорость из (5) подставляем в (8). (9) Ну теперь подставляем в (9) числа А≈2 мА
P.S. Идея расчета сходна с идеей вывода основного уравнения МКТ. Да еще, когда я считал скорость у меня получилось значение порядка 10^7 м/с, если так, то по идее должны сказываться релятивистские эффекты.
Из уравнения Менделеева-Клапейрона pV=(m/M)RT найдем количество вещества сразу умноженное на R=8,31 Дж/(моль*К), (m/M)R=pV/T. Если 1 обозначить параметры, относящиеся к первому состоянию p1, V1, T1, а 2 - ко второму p2, V2, T2, то для перехода газа из одного состояния в другое подходит уравнение состояния: p1V1/T1=p2V2/T2. Откуда с учетом предыдущего p1=p2αT2T1/(T2V1), p1=(10^5)α400*300/400*3*10^(-3)=α10^5 Па или α атмосфер. По первому закону термодинамики подведенное к газу тепло ушло на работу А и увеличение внутренней энергии: Q=A+Δ, A=(p1+p2)*(V2-V1)/2, A=(1+α)*(α400-3*10^(-3))/2. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа Δ=(3/2)*(m/M)R(T2-T1)=(3/2)*α*(10*(-3)).