Logo
Logo

M1b - Ионная проводимость

Разбалловка

B1  0.50 Измерьте площадь внутреннего сечения $S$ шланга капельницы.

1 Измерение площади внутреннего сечения $S$ шланга капельницы $S\in [0{,}067; 0{,}077]$ см$^2$ 0.50
B2  0.50 Измерьте сопротивление выданного резистора $R$ и сопротивление вольтметра $R_V$. Считайте, что сопротивление вольтметра $R_V$ не зависит от его режима работы.

1 Измерение сопротивления выданного резистора $R_0 \in [0{,}95;\ 1{,}05]$ МОм

0.25
2 измерение сопротивления вольтметра $R_V \in [0{,}95;\ 1{,}05]$ МОм 0.25
B3  0.50 Укажите размерность $\kappa$.

1 Указана размерность $[\kappa] = \cfrac{1}{Ом\cdot м}$ 0.50
B4  4.00 Зарисуйте установку, которую вы будете использовать для измерения удельной проводимости $\kappa$. Любые подробности о проводимых измеренях объясняйте ТОЛЬКО рисунками.

Измерьте зависимость удельной проводимости раствора $\kappa$ от молярной концентрации $c$ соли в нем. Получите не менее 10 точек.

Примечание: в установке для измерения $\kappa$ вы должны надежно понимать как устроены токи в той области пространства, на которой падает большая часть приложенного напряжения.

1 Представлена разумная схема установки для измерения удельной проводимости $с$ учетом паразитного ЭДС. Схемы с прямым измерением сопротивления раствора омметром не оцениваются 1.00
2 Наличие прямых измерений показаний мультиметра для расчета зависимости $R$ (или $\kappa$) от молярной концентрации $c$ соли в растворе.

10 × 0.20
3 Формула для расчета сопротивления раствора $R$ (или $\kappa$) через прямые измерения показаний мультиметра с учетом паразитного ЭДС



0.50
4 Предложена разумная методика измерения и расчета концентрации $c$ соли

0.50
B5  2.50
В ванночке с электролитом за счет источника напряжения было создано электрическое поле $E$ такое, что ионы начали двигаться в направления указанных на рисунке.
  1. Укажите направление поля $E$.
  2. Найдите скорости движения ионов $v_+$ и $v_-$.
  3. Найдите плотность электрического тока $j$ и удельную проводимость $\kappa$ раствора.

Влиянием ионов друг на друга пренебрегайте.

Ответы выразите через подвижности ионов $\mu_+$ и $\mu_-$ и их молярную концентрацию $c_+=c_-=c$.

1 Указано направление поля $E$ 0.10
2 Найдены скорости движения $v_+$ и $v_ -$

0.40
3 Найдена плотность тока $j$

1.00
4 Найдена $\kappa$ 1.00
B6  1.00 Постройте график $\kappa$ от $c$ и определите значение $\Lambda_0$ для раствора $\rm NaCl$. Обратите внимание, что выданная вода содержит следовые количества других солей.

1 Выбран разумный масштаб, оси подписаны и оцифрованы

3 × 0.10
2 Нанесены все экспериментальные точки из таблицы измерений

0.20
3 Проведена касательная к начальной точке зависимости $\kappa (c)$

0.20
4 Определение $\Lambda_0 \in [7{,}0; 9{,}0]\cdot 10^{-3}\ \cfrac{м^2}{Ом\cdotмоль}$

0.30
B7  1.00 Считая радиус ионов $\rm Na^+$ и $\rm Cl^-$ одинаковым и равным $r$, оцените его величину по порядку.

1 Вывод формулы для расчета радиуса ионов $r$

0.50
2 $r\in [100;\ 300]\cdot 10^{-12}$ м 0.50