8.2.34∗. Противо-ЭДС одной электролитической ванны $\mathscr{E}$. Имеется конденсатор, заряженный до напряжения $V\gg \mathscr{E}$. Сколько одинаковых ванн нужно соединить последовательно, чтобы, разрядив конденсатор, выделить на них максимальную массу металла из раствора соли?
Решение
Согласно закону Фарадея для электролиза в одной ванне при прохождении заряда $\Delta q$ в ней выделится металла:
$$m=\chi\Delta q$$
где $\chi$ - электрохимический эквивалент.
Если $k$ одинаковых ванн соединены последовательно, то через каждую из них проходит один и тот же заряд $\Delta q$. Тогда суммарная масса металла во всех ваннах будет:
$$M=km=k\chi\Delta q \tag{1}$$
Ток в цепи прекратится, когда напряжение на конденсаторе сравняется с суммарной противо-ЭДС всех ванн: $k\mathscr{E}$. Следовательно, заряд, который успеет пройти через цепь, равен разности начального и конечного зарядов конденсатора:
Мы получили функцию массы от количества ванн $k$. Это уравнение параболы, ветви которой направлены вниз. Чтобы найти максимум, возьмем производную по $k$ и приравняем её к нулю: