Сколько времени занимает перемещение электронов от автомобильного аккумулятора до двигателя? Предположим, что сила тока
Сколько времени занимает перемещение электронов от автомобильного аккумулятора до двигателя? Предположим, что сила тока составляет 300 А, а электроны протекают через медный провод с площадью поперечного сечения 0,21 см² и длиной 0,85 м. В одном кубическом метре находится 8,49 ⋅ 10²⁸ носителей заряда. Заряд электрона по абсолютной величине равен е=1,6⋅10⁻¹⁹ Кл. Выразите ответ в минутах, округлите до десятых. Объясните ваш ответ!
Timka_2199 5
Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу, связывающую время, расстояние и скорость тока. Формула выглядит так:\[t = \frac{d}{v}\]
где \(t\) - время, \(d\) - расстояние, и \(v\) - скорость тока.
Нам дано, что сила тока составляет 300 А. Мы можем использовать формулу для расчета скорости тока:
\[v = \frac{I}{n \cdot e \cdot A}\]
где \(I\) - сила тока, \(n\) - количество носителей заряда в единице объема, \(e\) - заряд электрона, и \(A\) - площадь поперечного сечения провода.
Мы также знаем, что количество носителей заряда в 1 м³ равно \(8,49 \cdot 10^{28}\).
Подставляя известные значения в формулу, получаем:
\[v = \frac{300}{8,49 \cdot 10^{28} \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 0,21 \cdot 10^{-4}}\]
Производя вычисления, получаем:
\[v \approx 2,77 \cdot 10^{-3} \, \text{м/с}\]
Теперь мы можем использовать полученное значение скорости тока для расчета времени перемещения:
\[t = \frac{0,85}{2,77 \cdot 10^{-3}}\]
Производя вычисления, получаем:
\[t \approx 307,30 \, \text{сек}\]
Чтобы выразить ответ в минутах, мы делим полученное значение на 60:
\[t_{\text{мин}} = \frac{307,30}{60}\]
Производя вычисления, получаем:
\[t_{\text{мин}} \approx 5,12 \, \text{мин}\]
Таким образом, время перемещения электронов от автомобильного аккумулятора до двигателя составляет примерно 5,12 минут.