Удельное электрическое сопротивление твердых и жидких материалов при нормальных условиях свинеца, слюда, вода, раствор сульфата меди

Определение предмета и раздела

Это задание относится к физике, а конкретно к разделу электродинамики, подраздел удельное электрическое сопротивление материалов.

Теоретическая справка

Удельное электрическое сопротивление ($\text{(}\rho \text{)}$) — это физическая характеристика вещества, показывающая его способность препятствовать протеканию электрического тока.

Формула для удельного сопротивления:

$\text{[}\rho =R\cdot \frac{S}{L}\text{]}$

где:

• $\text{(}\rho \text{)}$ – удельное сопротивление (Ом·м),
• $\text{(}R\text{)}$ – сопротивление проводника,
• $\text{(}S\text{)}$ – площадь поперечного сечения (м²),
• $\text{(}L\text{)}$ – длина проводника (м).

Значения удельного сопротивления зависят от материала, его состояния (твердое, жидкое и т.д.), а также от внешних условий (температура, давление).

Решение

Для требуемых веществ — свинца, слюды, воды и раствора сульфата меди — удельное сопротивление при нормальных условиях (20 °C, 760 мм рт. ст.) можно найти в таблицах справочников.

Удельное электрическое сопротивление для каждого вещества:

1. Свинец ($\text{(}\text{Pb}\text{)}$):
   • Твердый металл с высокой электропроводностью, но хуже, чем, например, у меди.
   • Удельное сопротивление $\text{(}{\rho }_{\text{свинец}}=2.2\cdot {10}^{-7}\mathrm{\Omega }\cdot \text{м}\text{)}$.
2. Слюда:
   • Диэлектрик (изолятор), имеет чрезвычайно высокое сопротивление.
   • Удельное сопротивление $\text{(}{\rho }_{\text{слюда}}\sim {10}^{15}\mathrm{\Omega }\cdot \text{м}\text{)}$.
3. Вода ($\text{(}{\text{H}}_2\text{O}\text{)}$):
   • Чистая дистиллированная вода — плохой проводник, почти изолятор.
   • Удельное сопротивление $\text{(}{\rho }_{\text{вода}}\sim 2.5\cdot {10}^5\mathrm{\Omega }\cdot \text{м}\text{)}$.
4. Раствор сульфата меди ($\text{(}{\text{CuSO}}_4\text{)}$):
   • Водный раствор — хороший проводник из-за присутствия свободных ионов.
   • Удельное сопротивление зависит от концентрации раствора. Для 1М раствора $\text{(}{\rho }_{{\text{CuSO}}_4}\sim 2\cdot {10}^{-1}\mathrm{\Omega }\cdot \text{м}\text{)}$.

Итоговые значения

Пояснение

1. Свинец имеет низкое сопротивление, так как это металл, который хорошо проводит электрический ток.
2. Слюда используется как изолирующий материал в электротехнике, так как она имеет крайне высокое сопротивление.
3. Чистая вода изолирует, но в природе вода обычно содержит соли, что сильно снижает сопротивление.
4. Раствор сульфата меди содержит ионы, которые переносят заряд, поэтому он проводит ток гораздо лучше, чем чистая вода.

Если остались вопросы или что-то непонятно, дайте знать! :)