Trong một dây dẫn điện bằng đồng có cường độ dòng điện 10,0 A. Giả sử số electron tự do trong kim loại đồng là do mỗi nguyên tử đồng đóng góp một electron. Biết dây đồng có tiết diện 3,00.10-6 m2 khối lượng riêng của đồng là 8,92 g/m3; khối lượng mol nguyên tử đồng là 63,5 g/mol; số Avogadro là 6,02.1023 nguyên tử/mol. Tìm tốc độ dịch chuyển có hướng của các electron trong dây đồng này.

Question

trần thuminh · Accepted Answer

Timi · Answer

Để tìm tốc độ dịch chuyển có hướng của các electron trong dây dẫn đồng, chúng ta có thể sử dụng công thức sau:

$$ I = n \cdot A \cdot q \cdot v_d $$

Trong đó:
- $ I $ là cường độ dòng điện (10,0 A)
- $ n $ là số electron tự do trên một đơn vị thể tích (m³)
- $ A $ là tiết diện của dây dẫn (3,00 × 10⁻⁶ m²)
- $ q $ là điện tích của một electron (1,6 × 10⁻¹⁹ C)
- $ v_d $ là tốc độ dịch chuyển có hướng của electron (m/s)

**Bước 1: Tính số nguyên tử trong một m³ đồng**

Khối lượng riêng của đồng là 8,92 g/cm³ = 8920 kg/m³.

Khối lượng mol của đồng là 63,5 g/mol = 0,0635 kg/mol.

Số Avogadro là 6,02 × 10²³ nguyên tử/mol.

Số nguyên tử trong 1 m³ đồng được tính bằng công thức:

$$ n_{\text{atom}} = \frac{\text{Khối lượng riêng}}{\text{Khối lượng mol}} \cdot \text{Số Avogadro} $$

$$ n_{\text{atom}} = \frac{8920 \, \text{kg/m}^3}{0,0635 \, \text{kg/mol}} \cdot 6,02 \times 10^{23} \, \text{nguyên tử/mol} $$

$$ n_{\text{atom}} \approx 8,48 \times 10^{28} \, \text{nguyên tử/m}^3 $$

**Bước 2: Tính số electron tự do trên một m³ đồng**

Giả sử mỗi nguyên tử đồng cho ra một electron tự do:

$$ n = n_{\text{atom}} = 8,48 \times 10^{28} \, \text{electron/m}^3 $$

**Bước 3: Tính tốc độ dịch chuyển có hướng $ v_d $**

Sử dụng công thức $ I = n \cdot A \cdot q \cdot v_d $, ta có:

$$ v_d = \frac{I}{n \cdot A \cdot q} $$

Thay các giá trị vào công thức:

- $ I = 10,0 \, \text{A} $
- $ n = 8,48 \times 10^{28} \, \text{electron/m}^3 $
- $ A = 3,00 \times 10^{-6} \, \text{m}^2 $
- $ q = 1,6 \times 10^{-19} \, \text{C} $

$$ v_d = \frac{10,0}{8,48 \times 10^{28} \cdot 3,00 \times 10^{-6} \cdot 1,6 \times 10^{-19}} $$

Tính toán kết quả:

$$ v_d = \frac{10,0}{4,05888 \times 10^{4}} $$

$$ v_d \approx 2,46 \times 10^{-5} \, \text{m/s} $$

**Kết quả cuối cùng:**
Tốc độ dịch chuyển có hướng của các electron trong dây dẫn đồng này khoảng $ 2,46 \times 10^{-5} \, \text{m/s} $.

Trong một dây dẫn điện bằng đồng có cường độ dòng điện 10,0 A. Giả sử số electron tự do trong kim loại đồng là do mỗi nguyên tử đồng đóng góp một electron. Biết dây đồng có tiết diện 3,00.10-6 m2 khối...