Ви вже добре знаєте, що для існування електричного струму в речовині, поміщеній в електричному полі, обов’язковою умовою є наявність рухомих, або вільних, електричних зарядів, тобто таких, які можуть в речовині переміщуватися під дією електричного поля на відстані, обмеженій тільки розмірами зразка. У металевих провідниках носіями струму
є вільні електрони, а йони металу жорстко зв’язані у вузлах кристалічних ґраток і можуть здійснювати лише коливальні рухи.
У подібному зв’язаному стані перебувають йони в інших твердих тілах з йонною структурою - йонних кристалах, прикладом яких є звичайна кухонна сіль (NaCl). Вільних електронів у йонних кристалах немає, а ті, що віддають атоми металу (Na*), утворюють негативні йони галогену (СІ ), унаслідок чого виникає хімічний зв’язок. Отже, вільних носіїв електрики в йонних кристалах немає, тому за невисоких температур вони є гарними ізоляторами. У цьому неважко переконатися, якщо спробувати утворити електричне коло, зануривши два провідники, приєднані послідовно з мікроамперметром до джерела струму, у посудину з кристалами сухої кухонної солі: ніякого струму не виявимо.
Якщо ж надати йонам рухливості, перевівши йонні кристали в рідкий стан шляхом їх нагрівання і розплавлення, то речовина стане провідником струму. Відомо, що розплави солей та інших сполук проводять струм. Провідниками струму є також водні та інші розчини солей кислот і лугів.
Дистильована вода, що має молекулярну структуру, є гарним ізолятором, оскільки в ній немає вільних електричних зарядів, отже, у ній не може виникнути електричний струм.
Речовини, водні розчини або розплави яких проводять електричний струм, називають електролітами.
Мощность P, расходуемую на нагревание электролита, будем определять по формуле:
P=I2R(1)
Запишем объединенный закон Фарадея:
m=1FMnIt
Здесь F — число Фарадея, равное 96600 Кл/моль; M — молярная масса водорода, равная 0,002 кг/моль; n — валентность водорода, равная 2 (в том плане, что для получения молекулы водорода H2 из двух ионов H+ требуется 2 электрона).
Из последней формулы выразим ток I:
I=mFnMt
Полученное выражение подставим в формулу (1):
P=(mFnMt)2R
Численный ответ равен:
P=
(0,3⋅10³⋅96600⋅20,002⋅3000)²⋅0,4=37,3Вт
ответ: 37,3 Вт
Т. к. горка ледяная => во время спуска трение отсутствует.
m*g*h = m*v₁²/2 => v₁ = √(2*g*h)
v₁ = √(2 * 10 м/с² * 5 м) = 10 м/с - скорость шайбы у основания горки
По асфальту шайба движется под действием только силы трения => - - Fтр = m*a - второй закон Ньютона
- u*m*g = m*a => a = - u*g - ускорение с которым движется шайба по асфальту
Применим формулу кинематики и учтем, что в конце движения шайба покоится v₂² - v₁² = 2*a*S, v₂ = 0
- v₁² = 2*a*S => S = - v₁² / (2*a) = - v₁² / (2* (- u*g)) = v₁² / (2*u*g)
S = (10 м/с²)² / (2 * 0,8 * 10 м/с²) = 100 / 16 ≈ 6,3 м