«O’zbеkistоn tеmir yo’llаri» aj

12 – masala. Agar elektrolit orqali oqayotgan tok zichligi j=30 A/m bo’lsa, elektroliz natijasida metalning yassi sirtidagi nikel qatlamining o’sish tezligi u (mkm/soat) aniqlansin. Nikel ikki valentli deb hisoblansin.


Yechish: Masalani yechish uchun Faradeyning umumlashgan qonunidan foydalanamiz:
(1)
Nikelning elektrolitik ajralishni metallning butun sirti bo’ylab bir tekisda bo’ladi deb hisoblaymiz. Unda t vaqtda ajralgan nikelning massasi m ni zichlik ρ metal sirtining yuzasi S va nikel qatlamining qalinligi h orqali ifodalash mumkin:
(2)
Tok kuchi I ni tok zichligi va metal sirtining yuzasi orqali ifodalaymiz:
(3)
Massaning (2) va tok kuchining (3) ifodalarini (1) formulaga qo’yib quyidagini olamiz:
(4)
Tok zichligi o’zgarmas bo’lganda biror vaqt oralig’ida o’sgan qatlam qalinligining shu oraliqqa nisbati bilan aniqlanadigan nikel qatlamining o’sishi o’zgarmas u tezlik bilan ro’y beradi. U holda (4) formuladan quyidagi kelib chiqadi:
.
Tenglikning o’ng tomoni tezlik birligini berishiga ishonch hosil qilamiz:
.
Bunda valentlik Z nomlanmagan (o’lchamsiz) kattalik ekanligi hisobga olingan.
SI birliklarida ifodalab, kattaliklarning qiymatlarini yozamiz: F=9,65·10⁴ Cl/mol, M=58,7·10^-3 kg/mol, Z=2, j=30 A/m², ρ=8,8·10³kg/m³.
Son qiymatlarni qo’yamiz va hisoblaymiz:
.


Mustaqil ishlash uchun masalar

1. 
   Har bir uchida 7 CGC_q zaryad turgan kvadratning markaziga manfiy zaryad joylashtirilgan. Agar har zaryadga ta’sir etuvchi natijaviy kuch nolga teng bo’lsa, markazdagi zaryadning miqdori qancha? (Javob: -2,23·10^-9C)
   

2. 
   Ikkita 8·10^-9 С va -6·10 ^-9 С nuqtaviy zaryad o’rtasida yotgan nuqtadagi elektr maydon kuchlanganligi topilsin. Zaryadlar oralig’i  10 sm, =1 (Javob: 5,04 ·10⁴V/m)
   

3. 
   Har birining massasi 1 g dan bo’lgan ikkita sharcha berilgan. Zaryadlarining o’zaro itarishish kuchi sharchalarning Nyuton qonuni bo’yicha o’zaro tortishish kuchi kuchi bilan muvozanatlashishi uchun har bir sharchaga qanday zaryad berilishi kerak? Sharchalar moddiy nuqtalar sifatida qaralsin. (Javob: 86,7 f C)
   

4. 
   10 nC nuqtaviy zaryad o’zidan 10 sm masofada hosil qilgan elektr maydon kuchlanganligi aniqlansin. Dielektrik -yog’(ε= 2.2).(Javob: 4,09 k V/m)
   
5. 
   Elektr maydon bir-biridan 10 sm masofada joylashgan ikkita 40 nC va -10 nC nuqtaviy zaryadlar tomonidan hosil qilingan. Birinchi zaryaddan 12 sm va ikkinchisidan 6 sm uzoqlikda joylahgan nuqtadagi maydon kuchlanganligi aniqlansin. (Javob: 34 kV/m)
   

6. 
   Bir – biridan 10 sm masofada turgan ikkita 100 nC va 10 nC nuqtaviy zaryadlar tizimining potensial energiyasi hisoblansin. (Javob: 90μJ)
   

7. 
   Tomonlarining uzuznlugi 10 sm dan bo’lgan bo’lgan kvadratning uchlarida joylashgan to’rtta nuqtaviy zaryadlar tizimining potensial energiyasi aniqlansin. Zaryadlarning modullari bir xil10 nC, lekin ularning ikkitasi manfiy. Zaryadlar joylashishining ikkita mumkin bo’lgan holi qaralsin. (Javob: -12,7 μJ, agar bir xil zaryadlar kvadratning qarama-qarshi uchlarida joylashgan bo’lsa. 12,7 μJ, agar turli ismli zaryadlar kvadratning qarama-qarshi uchlarida joylashgan bo’lsa.)
   

8. 
   Elektron yassi kondensatorning bir plastinkasidan ikkinchisiga uchayotir. Plastinkalar orasidagi potensiallar ayirmasi 3kV, palstinkalar oraligi 5 mm. 1) Elektronga ta’sir etuvchi kuch, 2) elektronning tezlanishi, 3) elektronning ikkinchi plastinkaga uchib kelish tezligi, 4) kondensator plastinkalaridagi zaryadlarning sirt zichligi topilsin. (Javob: 9,6∙10^-14N; 1,05∙10¹⁷m/s²; 3,24·10⁷m/s²; 5,3·10^-6C/m²).
   

9. 
   Proton yassi gorizontal kondensator plastinkalari orasiga, ularga parallel ravishda 1,2·10⁵ m/sek tezlik bilan uchib kiradi. Kondensator ichidagi maydon kuchlanganligi 30 V/sm; kondensator plastinkalarining uzunligi 10 sm. Kondensator ichidan chiqayotgan protonning tezligi boshlang’ich tezligidan necha marta katta bo’ladi? (Javob: 2,24 marta)
   

10. 
    2 sm radiusli sharcha 2000 V potensialgacha manfiy zaryadlanadi. Zaryadlashda sharchaga berilgan zaryadni tashkil qilgan hamma elektromlarning umumiy massasini toping? (Javob: 2,5 ∙10^-20 kg)
    

11. 
    1) Elektronga; 2) protonga 30 Mm/s tezlik berish uchun qanday tezlantiruvchi potensiallar farqi kerak bo’ladi? (Javob: 2,55 kV)
    
12. 
    Yassi kondensator qurilmalarida zaryad 0,2 C/m² sirt zichligi bilan bir tekis taqsimlangan. Qoplamalar orasidagi masofa 1 mm ga teng. Qoplamalar orasidagi masofa 3 mm gacha ortirilganda qoplamalardagi potensiallar farqi qanchaga o’zgaradi? (Javob: 22,6 V)
    

13. 
    20 F sig’imli kondensator 100V potensialgacha zaryadlangan. Shu kondensatorning energiyasi topilsin? (Javob: 0,1J)
    

14. 
    2 sm radiusli zaryadgalangan A shar 3 sm radiusli zaryadlanmagan B sharga tegiziladi. Keyin sharlarni bir-biridan ajratilgnada B sharning energiyasi 0,4 J ga teng bo’lib qoladi. Tegizilguncha A sharda qancha zaryad bo’lgan? (Javob: 2,7∙10^-6 C)
    

15. 
    Uchta bir xil yassi kondensatorlar ketma - ket ulangan. Bunday kondensatorlar batareyasining elektr sig’imi 89 pF. Har bir qoplamaning yuzasi 100 sm² Dielektrik – shisha, ε=7. Shishaning qalinligi qanday? (Javob: 2,32 mm)
    

16. 
    Mis simli g’altak chulg’amining qarshiligi 14 ⁰Cda 10 ga teng. Tokka ulangandan keyin chulg’amning qarshiligi 12,2 ga teng bo’lib qoladi. Chulg’am qancha temperaturagacha qiziydi? Mis qarshiligining temperatura koeffitsienti 4,15 ·10^-3 grad^-1 ga teng. (Javob: 70^oC)
    

17. 
    Qarshiligi 0,16 bo’lgan ampermetrga qarshiligi 0,4 bo’lgan shunt ulangan . Amermetr 8 A ni ko’rsatadi. Magistraldagi tok kuchi topilsin. (Javob: 40A)
    

18. 
    Mis kuporosini elektroliz qilinganda bir soatda 0,5 g mis ajraldi. Tok zichligi topilsin. (Javob: 56 A/m²)
    
19. 
    AgNO₃ va CuSO₄ eritmasi solingan ikkita elektrolitik vanna o’zaro ketma-ket ulangan. 180 mg kumush ajratishga ketgan vaqt ichida qancha mis ajraladi? (Javob: 53 mg)
    

20. 
    Qarshiligi 12 Ω bo’lgan o’tkazgichdagi tok kuchi 10 s davomida 5 A dan 0 gacha kamayadi. Ko’rsatilgan vaqt davomida shu o’tkazgichda qancha issiqlik miqdori ajraladi. (Javob: 1 kJ).