Зальем в трубку воду с помощью шприца на $10~мл$. Разделим на длину шланга $L=150~см$ и получим $S=7{,}2 \pm 0,5~ мм^2$
Сопротивление выданного резистора можно измерить непосредственно омметром $R_0=1{,}00\pm 0{,}05~MОм$. Сопротивление вольтметра можно найти с помощью различных схем, оно окажется равным $R_v=1{,}00\pm 0{,}05~МОм$
$[\kappa]=( Ом\cdot м)^{-1}$
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.
Обозначим $U_1-$ напряжение на вольтметре с разомкнутым ключом
$U_2-$ напряжение на вольтметре с замкнутым ключом, сопротивление участка между электродами $R$. Тогда получим $R=R_v\dfrac{U_1-U_2}{2U_2-U_1}$. ЭДС источника как и "паразитная" ЭДС при такой схеме подключения остаются постоянными и при вычитании уравнений не учитываются.
Концентрация раствора $c$ выражается как $c=c_0 \cdot \dfrac{V_0}{V_0+V_{воды}}$, где $c_0-$ начальная концентрация соли в растворе, $V_0-$ начальный используемый объем раствора соли, $V_{воды}-$ объем добавленной воды.
Из условия следует, что $\kappa=\dfrac{L}{R\cdot S}$
Построим таблицу:
$U_1, B$ $U_2, B$ $V_{воды},мл$ $c, моль/л$ $\kappa, (Ом\cdot м)^-1$ 9.31 9.13 0 2.00 10.21 9.29 9.09 10 1.33 9.13 9.24 9.02 20 1.00 8.21 9.20 8.94 30 0.80 6.86 9.12 8.83 40 0.67 6.05 9.11 8.77 50 0.57 5.09 9.10 8.74 55 0.53 4.78 9.09 8.73 60 0.50 4.76 9.08 8.69 65 0.47 4.37 9.02 8.62 70 0.44 4.22
Влиянием ионов друг на друга пренебрегайте.
Ответы выразите через подвижности ионов $\mu_+$ и $\mu_-$ и их молярную концентрацию $c_+=c_-=c$.
На двигающиеся ионы в растворе действует сила вязкого трения $F=\mu v$, а напряженность поля $E$, то скорость движения частиц $v=\dfrac{Еe}{\mu}$ плотность электрического тока $j=\dfrac{cN_aEe^2}{\mu}$. $\kappa=\dfrac{cN_ae^2}{\mu} $
Предельная молярная проводимость $\Lambda=\kappa/c$ при $c=0$ $\Lambda=7{,}72 \cdot10^{-3} ~ м^2/Ом\cdot моль$
На шарообразные объекты в вязкой среде действует сила сопротивления $F=6\pi r \eta v $. Если при этом он двигается с постоянной скоростью, то $F=6\pi r \eta v = Ee$. Ток создаваемый положительным ионам $I_+=cN_aSev_+$,тогда полный ток в электролите $I_0=2cN_aSev$.
Отсюда следует, что радиус иона $r=\dfrac{\mu}{6\pi\eta}= 240пм$