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
P бок= р*g*h /2 P1=1000*10*2,5/2=12500 Па P2=1000*10*5/2=25000 Па