Дано:
I = 300 А/m²
δ = 0.03 мм = 0.03 * 10^(-3) м
k = 0.3 * 10^6 кг/К
R = 20 Ом
U = 10 В
а)
Для определения времени, в течение которого протекал электролиз, используем закон Фарадея:
m = k * I * t
где m - масса вещества, выделенного на электроде, t - время.
Так как масса меди связана с объемом V и плотностью ρ меди следующим образом:
m = ρ * V = ρ * S * δ, где S - площадь поверхности электрода.
Площадь поверхности электрода S = 1 м² (по условию задачи).
Исключим массу m из уравнений:
ρ * S * δ = k * I * t
t = (ρ * S * δ) / (k * I)
t = (8.93 * 10^3 кг/м³ * 1 м² * 0.03 * 10^(-3) м) / (0.3 * 10^6 кг/К * 300 А/m²) ≈ 2.98 с
Ответ: Электролиз протекал приблизительно 2.98 с.
б)
Мощность P в участке цепи можно найти по формуле:
P = U^2 / R
P = (10 В)^2 / 20 Ом = 5 Вт
Ответ: Мощность, выделяемая в участке цепи, равна 5 Вт.