Question

При электролизе воды через ванну прошел заряд 4кКл, и при этом выделилось 0,4 л водорода при давлении 128 кПа. Определите температуру водорода При електролізі води через ванну пройшов заряд 4кКл, і при цьому виділилося 0,4л водню за тиску 128 кПа. Визначте температуру водню​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Дано:

q = 4 кКл = 4·10³ Кл

V = 0,4 л = 0,4·10⁻³ м³

M = 2·10⁻³ кг/моль - молярная масса водорода

p = 128 кПа = 128·10³  Па

k = 0,01045·10⁻⁶ кг/Кл

___________________

T - ?

1)

Массу водорода найдем из закона Фарадея:

m = k·q = 0,01045·10⁻⁶·4·10³ ≈ 42·10⁻⁶ кг

2)

Температуру найдем из уравнения Клапейрона-Менделеева:

p·V = m·R·T/M

T = p·V·M /(m·R)

T = 128·10³·0,4·10⁻³·2·10⁻³ / (42·10⁻⁶·8,31) ≈ 293 К

или

t = 293 - 273 = 20°C

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать закон состояния идеального газа, который можно записать в следующем виде:

$PV = nRT,$

где:

• $P$ - давление газа (в паскалях или килопаскалях),
• $V$ - объем газа (в кубических метрах или литрах),
• $n$ - количество вещества газа (в молях),
• $R$ - универсальная газовая постоянная ($8.31 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К})$),
• $T$ - абсолютная температура газа (в кельвинах).

Перейдем к данной задаче. Вам дан объем водорода ($V$) равный 0,4 л (0,0004 м³), давление ($P$) равное 128 кПа (128000 Па) и заряд ($Q$) равный 4000 Кл (4кКл).

Для начала, определим количество вещества водорода ($n$) по известному объему и давлению, используя уравнение состояния идеального газа:

$n = \frac{PV}{RT}.$

Теперь мы можем найти температуру ($T$) водорода, подставив известные значения:

$T = \frac{PV}{nR}.$

Давление ($P$) нужно выразить в паскалях, а объем ($V$) в кубических метрах. Поскольку даны литры, переведем их в кубические метры:

$V = 0,0004 \, \text{м}^3.$

Теперь можем вычислить количество вещества ($n$):

$n = \frac{128000 \, \text{Па} \times 0,0004 \, \text{м}^3}{8,31 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К}) \times T}.$

Из этого уравнения можно найти температуру ($T$):

$T = \frac{128000 \, \text{Па} \times 0,0004 \, \text{м}^3}{8,31 \, \text{Дж/(моль} \cdot \text{К}) \times n}.$

Поскольку $n$ зависит от температуры, это уравнение нелинейное, и для его решения потребуется итерационный подход или использование специализированных программ.

Обратите внимание, что в данной задаче также учтите единицы измерения.