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物理 高校生

何故黄色の線が言えるのですか?

理についての関係を表している。 ここでは、内部でのミクロ ( ) 注目して考えてみよう。 の大きさ 全線をつなぐと、導 が生じる。 もつ自由電子は電場と の力を受けて加速し、運動エネルギーを得るが、 するイオンに衝突してエネルギーを失う。 導体 電子はこのような衝突を繰り返しながら、全 してある一定の平均の速さで移動するため、導線の 単位時間あたりに通過する電気量は時間的にほと流れる電 化せず、電流の大きさは一定と見なせる。 のモデル S(m²) の中を 単位体積あたり (個/m²の自由電子が平均速(m/s) るときの電流の大きさを求めてみよう。 B時間(s) の間に通過する自由電 図のAB間の体積(m に含まれて 自由電子 断面積 )とすると、その である。 電気素量をe(C) とすると、 時 ▲回の大きさ 過する電気量の大きさは WS (C) となるから、電流の大きさ [A] は、次 になる。 1-2- enets F =enes 00 全国中の自由電子はおよそ1原子に1個程度の割合で含まれ、導線としてよ 「いられる制では、自由電子 である。面 は8.5×10個/m² =10m²の導線に 4.0Aの電流が流れているとき、自由電子の平均の速さを求 電気量 1.6 × 10 "Cとする。 ムの法則 eのような長さ(m) S[m²] 電圧V[V) を加えると、 内部には V km) 自由電子 動している イオン RET 自由電子が受ける力がこれだけならば、自由電子は加速し続ける。しかし、原線の どの部分でも電は一定であるので、自由電子の速さは一定のはずである。したがっ て、自由電子は静電気力とともに、それとつり合う別の力を受けていると考えられる。 そこで自由電子が 動するイオンと衝突を繰り返しながら移動するときに、 イオンから抵抗力を受けていると考えよう。その大きさ (N) が自由電子の平 [m/s] に比例すると仮定すれば、 (は比例定数)...② である。 ①と②式の力がつり合って自由電子が一定の速さで運動するとき。 eV --ku よって、 2.... kl eV T となる。 ゆえに、流れる電流は0③より、次のようになる。 1-S¹SV M よって、オームの法則と同じ形の式が導け式とこの式を比べると、 kl ne'S nev R. R1/23 であり、mm表せることがわかる。 を比べると, SR ●ジュール dのような長さ(m), 断面積S(m²) の線の両端に電圧V[V) を加えると、 導線内には強さ V E-- (V/m) の一様な電場ができる。このため、自由 w 電子から大きFE (N)の静電気力 を受けて平均のさ(m/s)で移動する。 時間(s) の (m) であるから、自由電子1個 がこの間に電場からされた仕事はPxle (J) である。 線の自由電子の個数密を るので、すべての自由電子が MARS REE 1 d ジュール とすると、導線にはSTの自由電子があ 個/m²') 仕事の

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化学 高校生

(2)でNaOHがなぜ0.10mol生成するのか分かりません

食塩水の電気分解 例題 72 右図のような装置を用いて, 2.0Aの電流を80分 25 秒間流して飽和食塩水の電気分解を行った。 ファ ラデー定数F = 9.65 × 10'℃/mol として,次の問い に答えよ。 (1) 陽極で発生する気体の物質量は何mol か。 陰極付近で生成した水酸化ナトリウムの物質量 は何mol か。 考え方 〈電気分解の計算のポイント〉 ① 電気量 [C] =電流 [A] × 時間 [秒] で求め た電気量〔C〕 を, ファラデー定数を使って, 電子の物質量 〔mol] に変換する。 ② 各電極の反応式を書き, 係数比を使って 物質の変化量 〔mol] を求める。 (1) 流れた電気量Qは, Q = 2.0 × ( 80 x 60 + 25) = 9650[C] ファラデー定数F = 9.65 × 10°C/mol より反応した電子の物質量は, 9650 C 0.10[mol] 9.65 x 10°C/mol 4990 例題 73 硫酸銅(ⅡI)水溶液の電気分解 銅板を電極として, 1.0mol/Lの硫酸銅(ⅡI)水溶液 500mL を, 1.5Aの電流で1時間,電気分解を行った。 次の問いに答えよ。 (1) 流れた電気量は何Cか。 (2) 電気分解後の硫酸銅(ⅡI)水溶液は何mol/Lか。 考え方 陽極が白金・炭素電極の場合は,陰 イオンが酸化される。 しかし, SO は水溶 液中では酸化されず、代わりに, 水分子が酸 化されて酸素が発生する。 2H2O → O2 + 4H + + [40_ ABL OF 1 気体 上 隔膜 Nathl 飽和食塩水 Fe NaCl水として 使わ 陽極では,陰イオン CI が酸化される 2Cl → Cl2 + 2e 電子2molが反応すると, Clelmolが 生するから, Cl の発生量は, 0.10x/1/2=0.050[mol] (2) 陰極ではイオン化傾向の大きい Na は 還元されず、代わりに水分子が還元される。 2H2O + 2e →H2 + 2OHT 電子2molが反応すると, Halmolが発 生するとともに, OH 2molが生成するか ら, NaOH の生成量は 0.10mol。 de tight 解答 (1) 0.050mol 0.10mol/ 陰極ではH生い方が イオン化神 +11/1 Cul UT + Cusa A (2) 陽極が銅の場合、 陰イオンの酸化は らず、銅電極が酸化されて溶解する。 Cu-Cu2+ + 2e ① 一方,陰極ではイオン化傾向の小さい が析出する。 iCu 9

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