Question

Порівняй витрати електроенергії на одержання електролітичним шляхом однакових мас алюмінію і міді, якщо за нормами напруга на ванні під час одержання алюмінію в 49раз(ів) більша ніж під час рафінування міді. Електрохімічні еквіваленти алюмінію і міді дорівнюютьkAl=0,093⋅10−6кгКл,kCu=0,33⋅10−6кгКл.

Answer 1

Ответ:

Для порівняння витрат електроенергії на одержання однакових мас алюмінію і міді за допомогою електролізу, ми можемо використовувати закон Фарадея електролізу, який визначає зв'язок між кількістю заряду (Q), масою речовини (m) і електрохімічним еквівалентом (k):

Q = m * k.

Закон Фарадея також говорить нам, що кількість заряду (Q) є добутком струму (I) на час (t):

Q = I * t.

Отже, ми можемо записати:

I * t = m * k.

Щоб порівняти витрати електроенергії, ми можемо використовувати вираз для електричної роботи (W), який визначається як добуток напруги (V) на кількість заряду (Q):

W = V * Q.

Враховуючи, що Q = I * t, ми можемо записати:

W = V * (I * t) = V * I * t.

Таким чином, витрати електроенергії пропорційні добутку напруги, сили струму і часу. Через те, що дано, що напруга на ванні під час одержання алюмінію в 49 разів більша, ніж під час рафінування міді, ми можемо сказати, що витрати електроенергії на одержання алюмінію будуть приблизно 49 разів більшими, ніж на рафінування міді при однакових масах речовини.

Answer 2

Для порівняння витрат електроенергії на одержання алюмінію і міді використаємо формулу:

Е = I * t * U

де Е - витрати електроенергії (Дж), I - сила струму (А), t - час електролізу (с), U - напруга (В).

Відомо, що для алюмінію напруга на ванні під час електролізу є 49 разів більшою, ніж для рафінування міді. Тобто, U(алюміній) = 49 * U(мідь).

Електрохімічний еквівалент для алюмінію (kal) дорівнює 0,093⋅10^(-6) кг/Кл, для міді (kcu) дорівнює 0,33⋅10^(-6) кг/Кл.

Ми маємо однакові маси алюмінію і міді, тому можемо прийняти, що маси (м) алюмінію і міді дорівнюють один одному.

Для алюмінію:

Е(алюміній) = I * t * U(алюміній) Е(алюміній) = I * t * (49 * U(мідь))

Маса алюмінію (m(алюміній)) та електрохімічний еквівалент для алюмінію (kal) мають співвідношення:

m(алюміній) / kal(алюміній) = I * t * U(алюміній)

Для міді:

Е(мідь) = I * t * U(мідь)

Маса міді (m(мідь)) та електрохімічний еквівалент для міді (kcu) мають співвідношення:

m(мідь) / kcu(мідь) = I * t * U(мідь)

Ми хочемо порівняти витрати електроенергії на одержання однакових мас алюмінію і міді, тому маси алюмінію і міді дорівнюють один одному:

m(мідь) = m(алюміній)

Тоді наше співвідношення для міді стає:

m(алюміній) / kcu(мідь) = I * t * U(мідь)

Тепер можемо порівняти витрати електроенергії на одержання алюмінію і міді:

Е(алюміній) / Е(мідь) = (I * t * (49 * U(мідь))) / (I * t * U(мідь)) Е(алюміній) / Е(мідь) = 49

Отже, витрати електроенергії на одержання алюмінію електролітичним шляхом в 49 разів більші, ніж на одержання міді, при однакових масах цих металів.