В электрическом поле напряженностью 25 МВ/м происходит ионизация атома газа с энергией ионизации 3,2*10^-18 Дж электроном.

### Задача 1 **Дано:** $W = 3,2 \cdot 10^{-18}$ Дж $E = 25 \text{ МВ/м} = 25 \cdot 10^6 \text{ В/м}$ $q = 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$ **Решение:** Работа электрического поля равна $A = qEd$ и равна энергии ионизации атома $W$. Значит, $W = qEd$ Отсюда $d = \frac{W}{qE} = \frac{3,2 \cdot 10^{-18}}{1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 25 \cdot 10^6} = \frac{3,2 \cdot 10^{-18}}{40 \cdot 10^{-13}} = 0,08 \cdot 10^{-5} \text{ м} = 8 \cdot 10^{-7} \text{ м} = 0,8 \cdot 10^{-6} \text{ м}$ **Ответ:** $8 \cdot 10^{-7} \text{ м} = 0,8 \text{ мкм}$ --- ### Задача 2 **Дано:** $U = 100 \text{ В}$ $d = 1 \text{ см} = 0,01 \text{ м}$ $s = 1 \text{ мм} = 0,001 \text{ м}$ $e = 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$ **Решение:** В электрическом поле на электрон действует сила $F = e \cdot E = e \cdot \frac{U}{d}$ Работа силы равна кинетической энергии, которую электрон передает при ударе атому. $A = F \cdot s = e \cdot \frac{U}{d} \cdot s$ $A = 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot \frac{100}{0,01} \cdot 0,001 = 1,6 \cdot 10^{-19} \cdot 10000 \cdot 0,001 = 1,6 \cdot 10^{-18} \text{ Дж}$ Переведем в эВ: $W = \frac{A}{e} = \frac{1,6 \cdot 10^{-18} \text{ Дж}}{1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}} = 10 \text{ эВ}$ **Ответ:** $10 \text{ эВ}$ --- ### Задача 3 **Дано:** $m = 1 \text{ кг}$ $\eta = 0,75$ $U = 10 \text{ В}$ $A_r = 28,69 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$ (молярная масса никеля) $n = 2$ (валентность) $F = 96485 \text{ Кл/моль}$ **Решение:** Работа электрического поля равна $A = U \cdot q$ $\eta = \frac{A_{эл}}{W}$, энергия, расходуемая на электролиз $W = \frac{A_{эл}}{\eta} (*)$ Запишите второй закон Фарадея: $m = \frac{M}{n \cdot F} \cdot q (**)$ Запишите первый закон Фарадея: $m = k \cdot q (***)$, где $k = \frac{M}{n \cdot F}$ Подставьте из $(**)$ в $(***)$ и выразите заряд, протекающий через раствор: $q = \frac{m \cdot n \cdot F}{M} = \frac{1 \cdot 2 \cdot 96485}{28,69 \cdot 10^{-3}} \approx 6726560 \text{ Кл}$ Подставьте в $(*)$: $A_{эл} = U \cdot q = 10 \cdot 6726560 = 67265600 \text{ Дж}$ $W = \frac{67265600}{0,75} \approx 89687467 \text{ Дж}$ Перевод в кВт·ч: $W \text{ (кВт\cdotч)} = \frac{89687467}{3,6 \cdot 10^6} \approx 24,91 \text{ кВт\cdotч}$ **Ответ:** $24,91 \text{ кВт\cdotч}$