2017-10-18
Два гальванических элемента с одинаковыми ЭДС и внутренними сопротивлениями $r_{1} = 0,5 Ом$ и $r_{2}= 1 Ом$ соединили параллельно одноименными полюсами и подключили к резистору. При работе элементов происходит растворение их цинковых электродов. Найти отношение масс растворившегося цинка в этих элементах за некоторый промежуток времени.
Решение:
Пренебрегая сопротивлением соединительных проводов, как это обычно и делается в подобных задачах, можно утверждать, что разности потенциалов между клеммами гальванических элементов, подключенных к резистору, должны быть одинаковыми. Следовательно, на основании закона Ома для участка цепи, содержащей ЭДС, можно утверждать, что при заданном соединении элементов должно выполняться соотношение: $\mathcal{E} - I_{1}r_{1} = \mathcal{E} - I_{2}r_{2}$, где $\mathcal{E}$ ~ ЭДС элементов, a $I_{1}$ и $I_{2}$ - токи, текущие через первый и второй элементы, соответственно. Поскольку перенос зарядов в гальванических элементах осуществляется за счет упорядоченного движения только ионов, то на основании закона Фарадея для электролиза следует считать, что за один и тот же промежуток времени массы растворившегося цинка в элементах должны быть пропорциональны текущим через них токам. Отсюда и из ранее написанного соотношения найдем искомое отношение масс цинка, растворившегося в элементах за один и тот же промежуток времени:
$m_{1}/m_{2} = I_{1}/I_{2} = r_{2}/r_{1} = 2$.