Для добування 522кг алюмінію використали електроліт опором 8 Ом. За якої сили струму відбувався електроліз, якщо витрата електроенергії становила 2*10в десятій степені Дж.
Ответы
Ответ: 57,9 тис. А
Объяснение:
Є ось така формула:
m = (I * t * M) / (z * F),
де m - маса добутої речовини (в кілограмах),
I - сила струму (в амперах),
t - час електролізу (в секундах),
M - молярна маса речовини (в кілограмах на моль),
z - заряд іону, що бере участь у реакції,
F - фарад на моль (96 485 Кл/моль).
Для алюмінію M = 0,027 кг/моль, z = 3.
Підставляємо значення в формулу:
522 кг = (I * t * 0,027 кг/моль) / (3 * 96 485 Кл/моль)
Розв'язуємо рівняння відносно сили струму:
I = (522 кг * 3 * 96 485 Кл/моль) / (t * 0,027 кг/моль)
I = 57,9 тис. А / t
В принципі, це і є відповідь, але ось відсутність часу мене трохи смущає. Але вихід є. Для знаходження часу електролізу потрібно врахувати витрату електроенергії. Оскільки відома енергія в джоулях, а потрібна в кіловат-годинах, то:
E = 2 * 10^10 Дж = 2 * 10^4 кДж = 2 * 10^1 кВт * год
t = E / P,
де P - потужність електролізу (в кіловатах).
Потужність можна визначити з формули:
P = U * I,
де U - напруга на електроліті.
Оскільки напруга на електроліті не відома, для розв'язання задачі припустимо, що вона становить 5 В (але на практиці необхідно було б провести вимірювання). Тоді:
P = 5 В * I = 5 В * (57,9 тис. А / t) = 290 кВт / t
t = E / P = (2 * 10^1 кВт * год) / (290 кВт / t) = 0,069 год = 4,14 хв.
Отже, сила струму під час електролізу дорівнювала близько 57,9 тис. А, а електроліз тривав близько 4,14 хв.