Определите, какой должна быть сила тока в алюминиевом проводнике диаметром 3 мм, чтобы скорость дрейфа свободных электронов составила 0,5 мм/с. Атомная масса алюминия - 27 а. е. м., его плотность - 2700 кг/м3, число Авогадро Na = 61023 моль^-1, заряд

24 октября 2025
Физика

Условие:

Определите, какой должна быть сила тока в алюминиевом проводнике диаметром 3 мм, чтобы скорость дрейфа свободных электронов составила 0,5 мм/с. Атомная масса алюминия - 27 а. е. м., его плотность - 2700 кг/м³, число Авогадро Na = 610²3 моль^-1, заряд электрона e = 1,6 10^-19. Можно считать, что на каждый атом алюминия приходится один свободный электрон. Найти силу тока.

Решение:

Для решения задачи начнем с определения необходимых величин и формул. 1. Определим объем алюминиевого проводника. Проводник имеет диаметр 3 мм, следовательно, радиус r = 1,5 мм = 0,0015 м. Площадь поперечного сечения S проводника можно найти по формуле для площади круга: S = π r2 = π (0,0015)2 ≈ 7,06858 * 10^-6 м2. 2. Определим массу алюминия в 1 м³. Плотность алюминия ρ = 2700 кг/м³. Следовательно, в 1 м³ алюминия будет 2700 кг. 3. Определим количество молей алюминия в 1 м³. Используем формулу: n = m / M, где m = 2700 кг, M = 27 г/моль = 0,027 кг/моль. Подставим значения: n = 2700 / ...