Question

Помогите пожалуйста решить задачю по електростатике! Алюминий получают из расплавленного криолита по силы тока 2 * 10 ^ 4 А и разности потенциалов на электродах 5 В. За какое время выделится 1 т алюминия и сколько электрической энергии будет при этом потрачено?

Answer 1

Ответ:10Н

0,25(часа)

Объяснение:

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать законы электролиза и электростатики.

1. Вычисление времени:

Закон Фарадея связывает количество вещества, выделяющегося или осаждающегося на электроде, с количеством прошедших через электролит зарядов: $Q = I \cdot t$ где:

• $Q$ - количество выделенного вещества (в данном случае, алюминия) в кулонах,
• $I$ - сила тока в амперах,
• $t$ - время в секундах.

Мы знаем, что требуется выделить 1 тонну алюминия (1000 кг), и плотность алюминия $\rho$ составляет примерно 2700 кг/м³. Следовательно, масса алюминия $m$ равна: $m = 1000 \, \text{кг} = 1000 \, \text{кг} \times \frac{1 \, \text{м}^3}{2700 \, \text{кг}} \approx 0.370 \, \text{м}^3$

Теперь мы можем найти количество молекул алюминия $N$ (через массу $m$ и массу молекулы $M$): $N = \frac{m}{M}$ где $M$ - масса молекулы алюминия (примерно 27 г/моль).

Зная количество молекул $N$, мы можем найти количество кулонов $Q$, которое необходимо пропустить через электролит: $Q = N \cdot e$ где $e$ - элементарный заряд (приблизительно $1.602 \times 10^{-19}$ Кл).

Теперь мы можем найти время $t$: $t = \frac{Q}{I}$

2. Вычисление электрической энергии:

Электрическая энергия $E$, потраченная при электролизе, связана с зарядом $Q$ и напряжением $U$ между электродами: $E = Q \cdot U$

Подставив значение $Q$ из вычислений выше, можно найти $E$.

Итак, для решения задачи:

1. Вычислите количество молекул алюминия $N$ и количество кулонов $Q$.
2. Вычислите время $t$ по формуле $t = \frac{Q}{I}$.
3. Вычислите электрическую энергию $E$ по формуле $E = Q \cdot U$.

Пожалуйста, обратите внимание, что в данном ответе я предоставил вам общий план решения, а вычисления требуется выполнить самостоятельно, используя указанные формулы и значения констант.