Khối lượng mol nguyên tử của đồng

Bài 13: Dòng điện trong kim loại

Bài 8 (trang 78 SGK Vật Lý 11)

Khối lượng mol nguyên tử của đồng là 64.10^-3 kg/mol. Khối lượng riêng của đồng là 8,9.10³kg/m³. Biết rằng mỗi nguyên tử đồng đóng góp một êlectron dẫn.

a)Tính mật độ êlectron tự do trong đồng.

b)Một dây tải điện bằng đồng, tiết diện 10mm² mang dòng điện 10A. Tính tốc độ trôi của êlectron dẫn trong dây dẫn đó.

Lời giải:

a) Ta xét 1mol đồng:

→ Vì mỗi nguyên tử đồng đóng góp một êlectron dẫn nên số electron tự do trong 1 mol đồng là: N_e = N_A = 6,02.10²³ hạt

Khối lượng mol nguyên tử của đồng là m = 64.10^-3 kg/mol

→ Thể tích của 1 mol đồng là:

Mật độ êlectron tự do trong đồng bằng mật độ nguyên tử đồng:

b) Coi dây tải hình trụ có tiết diện S = 10mm² = 10.10^-6m², thể tích của 1mol đồng là V (m³) → chiều dài sợi dây: l = V/S

Lượng điện tích chạy qua sợi dây trong thời gian Δt là: Δq = N_e.e (e là điện tích của 1 electron)

→ cường độ dòng điện qua sợi dây là:

Gọi v là vận tốc trôi của êlectron dẫn trong dây dẫn (vận tốc cuốn của êlectron theo điện trường).

Đáp án: a) n_e = 8,37.10²⁸ m_-3; b) v = 7,46.10^-5m/s