Номер 4, страница 398 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 119. Электрический ток в жидкостях. Закон электролиза. Глава 16. Электрический ток в различных средах - номер 4, страница 398.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Для ответа на этот вопрос рассмотрим процесс электролиза на уровне отдельных частиц. Вещество, выделяющееся на электроде, состоит из большого числа атомов, которые образовались из ионов, пришедших из раствора или расплава электролита.

Обозначим:

• $m$ — полная масса вещества, выделившегося на электроде.
• $m_0$ — масса одного иона (которая практически равна массе атома, образующегося из этого иона).
• $N$ — число ионов, которые достигли электрода и превратились в атомы вещества.

Полная масса выделившегося вещества $m$ складывается из масс всех $N$ ионов. Следовательно, её можно выразить как произведение числа ионов на массу одного иона:

$m = N \cdot m_0$

Из этой формулы мы можем выразить отношение массы вещества к массе иона. Оно равно числу ионов, из которых состоит это вещество:

$\frac{m}{m_0} = N$

Теперь рассмотрим электрический заряд. Весь заряд, прошедший через электролит, был перенесён этими же ионами.

Обозначим:

• $q$ — полный заряд, прошедший через электролит за время электролиза.
• $q_0$ — заряд одного иона.

Полный заряд $q$ равен произведению числа ионов $N$, перенесших заряд, на заряд одного иона $q_0$:

$q = N \cdot q_0$

Отсюда мы можем выразить отношение полного заряда к заряду одного иона. Оно также равно числу ионов, которые перенесли этот заряд:

$\frac{q}{q_0} = N$

Мы получили два выражения для одной и той же величины — общего числа ионов $N$. Поскольку левые части обоих выражений равны одной и той же величине, они равны и между собой:

$\frac{m}{m_0} = \frac{q}{q_0}$

Это равенство и требовалось объяснить.

Ответ: Отношение массы выделившегося вещества к массе одного иона ($ \frac{m}{m_0} $) показывает, сколько всего ионов превратилось в атомы вещества. В то же время, отношение полного заряда, прошедшего через электролит, к заряду одного иона ($ \frac{q}{q_0} $) показывает, сколько ионов перенесло этот заряд. Поскольку в обоих случаях речь идет об одном и том же количестве ионов, участвовавших в процессе, эти два отношения равны.