Какая средняя скорость упорядоченного движения электронов будет в алюминиевом проводнике площадью сечения 2 мм², когда протекает ток силой 5А? Предполагается, что плотность алюминия составляет 2.7×10³ кг/м³.
Grigoryevich_5511
Для решения этой задачи мы можем использовать формулу для расчета средней скорости электронов, которая выглядит следующим образом:
\[v = \frac{I}{n \cdot A \cdot e}\]
где:
- \(v\) - средняя скорость электронов,
- \(I\) - сила тока,
- \(n\) - число электронов в единице объема,
- \(A\) - площадь сечения проводника,
- \(e\) - заряд электрона.
Для начала, найдем число электронов в единице объема (\(n\)). Для этого мы можем использовать плотность алюминия (\(\rho\)) и молярную массу алюминия (\(M\)):
\[n = \frac{\rho}{M} \cdot N_A\]
где:
- \(\rho\) - плотность алюминия,
- \(M\) - молярная масса алюминия,
- \(N_A\) - постоянная Авогадро.
Затем, применяя значения, данная в задаче, мы можем рассчитать среднюю скорость электронов:
\[v = \frac{I}{(\frac{\rho}{M} \cdot N_A) \cdot A \cdot e}\]
Давайте подставим значения в формулу:
\[
v = \frac{5}{(\frac{2.7 \times 10^3}{27} \cdot 6.022 \times 10^{23}) \cdot (2 \times 10^{-6}) \cdot 1.6 \times 10^{-19}}
\]
\[v = \frac{I}{n \cdot A \cdot e}\]
где:
- \(v\) - средняя скорость электронов,
- \(I\) - сила тока,
- \(n\) - число электронов в единице объема,
- \(A\) - площадь сечения проводника,
- \(e\) - заряд электрона.
Для начала, найдем число электронов в единице объема (\(n\)). Для этого мы можем использовать плотность алюминия (\(\rho\)) и молярную массу алюминия (\(M\)):
\[n = \frac{\rho}{M} \cdot N_A\]
где:
- \(\rho\) - плотность алюминия,
- \(M\) - молярная масса алюминия,
- \(N_A\) - постоянная Авогадро.
Затем, применяя значения, данная в задаче, мы можем рассчитать среднюю скорость электронов:
\[v = \frac{I}{(\frac{\rho}{M} \cdot N_A) \cdot A \cdot e}\]
Давайте подставим значения в формулу:
\[
v = \frac{5}{(\frac{2.7 \times 10^3}{27} \cdot 6.022 \times 10^{23}) \cdot (2 \times 10^{-6}) \cdot 1.6 \times 10^{-19}}
\]
Знаешь ответ?