Question

Під час електролізу розчину сірчаної кислоти за 2 год 23 хв виділяється 5 л водню за нормальних умов. Визначте опір розчину, якщо потужність струму дорівнює 32,5 Вт

Answer 1

Відповідь: 1,27 Ом

Розв'язок на фото

Answer 2

Під час електролізу розчину сірчаної кислоти виділяється водень. Ви хочете визначити опір розчину, знаючи, що за 2 години 23 хвилини виділилося 5 літрів водню за нормальних умов, а потужність струму дорівнює 32,5 Вт.

Опір розчину

Опір розчину можна визначити за допомогою закону Ома, який говорить, що струм, що протікає через провідник, прямо пропорційний напрузі та обернено пропорційний опору провідника. Формула для розрахунку опору (R) використовується наступна:

R = U / I

де: - R - опір провідника (в омах) - U - напруга (в вольтах) - I - сила струму (в амперах)

В даному випадку, ми знаємо, що потужність струму дорівнює 32,5 Вт. Потужність може бути виражена як добуток напруги та сили струму:

P = U * I

Ми також знаємо, що за 2 години 23 хвилини виділилося 5 літрів водню. Оскільки ми знаємо об'єм водню та час, ми можемо визначити силу струму, використовуючи формулу:

I = Q / t

де: - I - сила струму (в амперах) - Q - заряд (в кулонах) - t - час (в секундах)

Оскільки заряд дорівнює кількості електролізованого водню, ми можемо використати формулу:

Q = n * F

де: - Q - заряд (в кулонах) - n - кількість молекул водню - F - фарадей (заряд однієї молекули водню, приблизно 96485 Кл/моль)

Тепер, ми можемо об'єднати всі ці відомості, щоб визначити опір розчину.

Розрахунок опору розчину

1. Визначимо кількість молекул водню: - Знаємо, що за 2 години 23 хвилини виділилося 5 літрів водню. - Переведемо 5 літрів водню в молекули, використовуючи молярний об'єм водню (22,4 л/моль): - 5 л * (1 моль / 22,4 л) = 0,223 моль водню - Отже, кількість молекул водню дорівнює: - 0,223 моль * (6,022 * 10^23 молекул / 1 моль) = 1,34 * 10^23 молекул водню

2. Визначимо заряд: - Використовуємо формулу Q = n * F: - Q = 1,34 * 10^23 молекул * 96485 Кл/моль = 1,29 * 10^28 Кл

3. Визначимо силу струму: - Знаємо, що за 2 години 23 хвилини виділилося 5 літрів водню. - Переведемо 2 години 23 хвилини в секунди: - 2 год * 60 хв/год * 60 с/хв + 23 хв * 60 с/хв = 8580 с - Використовуємо формулу I = Q / t: - I = 1,29 * 10^28 Кл / 8580 с = 1,5 * 10^24 А

4. Визначимо опір розчину: - Використовуємо формулу R = U / I: - R = 32,5 Вт / (1,5 * 10^24 А) = 2,17 * 10^-23 Ом

Отже, опір розчину становить 2,17 * 10^-23 Ом.