ĐGNL ĐHQG Hà Nội - Khoa học tự nhiên - Dòng điện trong chất điện phân

Người ta dùng 3636 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động \[{E_0} = 1,5V\], điện trở trong \[r = 0,9\Omega \;\]để cung cấp điện cho một bình điện phân đựng dung dịch ZnSO4với cực dươn

7/7

Người ta dùng 3636 nguồn giống nhau, mỗi nguồn có suất điện động \[{E_0} = 1,5V\], điện trở trong \[r = 0,9\Omega \;\]để cung cấp điện cho một bình điện phân đựng dung dịch ZnSO4với cực dương bằng kẽm, có điện trở \[R = 3,6\Omega \]. Mắc hỗn hợp đối xứng bộ nguồn sao cho dòng điện qua bình điện phân là lớn nhất. Tính lượng kẽm bám vào catốt của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây. Biết kẽm có \[A = 65,n = 2\].

2,35g

3,25g

1,625g

1,2g

Giải thích

Gọi x - là số nhánh

=>Số nguồn trên một nhánh là: \[y = \frac{{36}}{x}\]

Ta có:

+ Suất điện động của bộ nguồn: \[{E_b} = y{E_0} = \frac{{36}}{x}{E_0} = \frac{{54}}{x}\]

+ Điện trở trong của bộ nguồn: \[{r_b} = \frac{{yr}}{x} = \frac{{\frac{{36}}{x}.0,9}}{x} = \frac{{32,4}}{{{x^2}}}\]

Cường độ dòng điện qua mạch: \[I = \frac{{{E_b}}}{{R + {r_b}}} = \frac{{\frac{{54}}{x}}}{{3,6 + \frac{{32,4}}{{{x^2}}}}} = \frac{{54}}{{3,6x + \frac{{32,4}}{x}}}\]

Imaxkhi mẫu min

Ta có:

\[3,6{\rm{x}} + \frac{{32,4}}{x} \ge 2\sqrt {3,6{\rm{x}}.\frac{{32,4}}{x}} = 21,6\]

Dấu “=” xảy ra khi \[3,6{\rm{x}} = \frac{{32,4}}{x} \to x = 3\]Khi đó : Imax= 2,5A

Khối lượng kẽm bám vào catốt của bình điện phân trong thời gian 1 giờ 4 phút 20 giây là:

\[m = \frac{1}{F}\frac{A}{n}It = \frac{1}{{96500}}\frac{{65}}{2}.2,5.(60.60 + 4.60 + 20) = 3,25g\]

Đáp án cần chọn là: B