34 бала! На катоді електролітичної ванни з розчином мідного купоросу за 20 хв виділелося 1,64 г міді. Амперметр, який включено в коло послідовно з ванною показує силу струму 3,8 А. Чи правильно прарадийовано амперметр?

Для того, щоб визначити, чи правильно показує амперметр, треба виконати кілька розрахунків.

1. Визначимо кількість молекул міді, яка виділилася.

Мідь (Cu) має атомну масу 63,5 г/моль.

Маса виділеної міді: 1,64 г.

Кількість молекул міді (в молях):

2. Застосуємо закон Фарадея для визначення кількості електрики (заряду), що проходить через електроліт.

Згідно з законом Фарадея, кількість заряду, необхідна для виділення одного моля міді, дорівнює:

де:

• $n$ — кількість молей,
• $F$ — константа Фарадея (96485 Кл/моль),
• $z$ — кількість електронів, що беруть участь у процесі (для міді це $z = 2$, оскільки мідь має валентність +2).

Отже, загальний заряд, який необхідно подати для виділення 0,0258 моль міді:

3. Визначимо силу струму на основі заряду.

Сила струму пов'язана із зарядом через час за формулою:

де:

• $I$ — сила струму,
• $Q$ — загальний заряд,
• $t$ — час (в секундах).

Час у задачі заданий у хвилинах: 20 хвилин = 1200 секунд.

Підставимо значення:

4. Порівняємо отриману силу струму з показаннями амперметра.

З розрахунків ми отримали значення сили струму 4,15 А, а амперметр показує 3,8 А.

5. Висновок:

Амперметр показує меншу силу струму, ніж розрахункова. Ймовірно, амперметр недооцінює реальну силу струму на 0,35 А. Отже, можна зробити висновок, що амперметр неправильно показує силу струму.