Question

Визначити, яка потужність витрачається при електролізі розчину сірчаної кислоти, якщо за 25 хвилин виділяється 150 мг водню, а опір електроліту 0,4 Ом. Утрати не враховувати.​

Answer 1

Ответ:

Дано

t=1500 c

m=150*10^-6 кг

к=10^-8 кг/Кл

Р-?

Решение

m=k*I*t

I=m/k*t=150*10^-6/10^-8*1500=10 A

P=U*I

U=I*R

P=I^2*R=(10)^2*0,4=40 Вт

Ответ :P=40 Вт

Answer 2

Для визначення потужності, яка витрачається при електролізі, можна використовувати формулу:

$P = \frac{W}{t}$

де:

• $P$ - потужність (вати)
• $W$ - робота (джоулі)
• $t$ - час (секунди)

Роботу можна обчислити, використовуючи принцип електролізу. Для електролізу водню в сірчаній кислоті відбувається витіснення водню з води. Оскільки водні масові співвідношення водню та кисню у воді 2:1, маса кисню, виділеного під час електролізу, буде половиною маси виділеного водню. Тобто, маса кисню $m_{\text{кисню}}$ буде дорівнювати $\frac{150 \, \text{мг}}{2} = 75 \, \text{мг}$.

Далі, роботу можна обчислити, використовуючи електричну роботу:

$W = Q \cdot U$

де:

• $Q$ - заряд (колічество електронів, кулонах)
• $U$ - напруга (вольти)

Заряд $Q$ можна обчислити з використанням співвідношення між зарядом, струмом та часом:

$Q = I \cdot t$

де:

• $I$ - струм (ампери)
• $t$ - час (секунди)

Струм $I$ можна знайти, використовуючи закон Ома:

$I = \frac{U}{R}$

де:

• $R$ - опір (оми)

Підставляючи значення струму в рівняння для заряду:

$Q = \left(\frac{U}{R}\right) \cdot t$

Тепер можна підставити це значення заряду в рівняння для роботи:

$W = Q \cdot U = \left(\frac{U}{R}\right) \cdot t \cdot U = \frac{U^2}{R} \cdot t$

Знаючи роботу, можна визначити потужність:

$P = \frac{W}{t} = \frac{\frac{U^2}{R} \cdot t}{t} = \frac{U^2}{R}$

Замінивши значення напруги $U = 150 \, \text{мг}$ і опору $R = 0,4 \, \text{Ом}$, ми отримаємо потужність:

$P = \frac{150^2}{0,4} = 56250 \, \text{мВт} = 56,25 \, \text{Вт}$

Отже, потужність, яка витрачається при електролізі розчину сірчаної кислоти, становить 56,25 ватт.