Question

Під час електролізу, який тривав 1 год 40хв на катоді виділилося срібло, внаслідок чого маса катода змінилася з 74г на 77,36г. Визначте потужність, яку витрачено на нагрівання електроліту, якщо його опір становив 0,4 Ом. Електрохімічний еквівалент срібла 1,12мг/Кл. Відповідь подайте у Вт. ​

Answer 1

Ответ:

На нагревание электролиза потрачено 0,1 Вт мощности

Объяснение:

Дано:

t = 6 000 c

m₁ = 0,074 кг

m₂ = 0,07736 кг

R = 0,4 Ом

k = 1,12 · 10⁻⁶ кг/Кл

Найти:

P - ?

-------------------------------------------

Решение:

Во время электролиза масса катода изменилась, то есть на катоде образовалось серебро, тогда масса образованного серебра есть разница катода до электролиза и катода после электролиза.

• Δm = m₂ - m₁ - образовалось на катоде во время электролиза

По закону Фарадея:

• Δm = kIt ⇒ I = Δm / (kt)

Мощность электрического тока:

• P = I²R = (Δm / (kt))²R = ( (m₂ - m₁) / (kt) )² · R

Расчеты:

P = ( (0,07736 кг - 0,074 кг) / (1,12 · 10⁻⁶ кг/Кл * 6000 c) )² · 0,4 Ом = 0,1 Вт

#SPJ1

Answer 2

Для визначення потужності, витраченої на нагрівання електроліту під час електролізу, можна скористатися законом Джоуля-Ленца, який визначає кількість тепла, що виділяється або поглинається в провіднику при проходженні електричного струму:

\[Q = I^2 \cdot R \cdot t,\]

де: - \(Q\) - кількість тепла (в жулях), - \(I\) - сила струму (в амперах), - \(R\) - опір провідника (в омах), - \(t\) - час (в секундах).

Спочатку розрахуємо силу струму (\(I\)):

\[\Delta m = m_{\text{кінця}} - m_{\text{початку}} = 77.36 \, \text{г} - 74 \, \text{г} = 3.36 \, \text{г}.\]

Переведемо зміну маси в кількість молекул срібла:

\[n = \frac{\Delta m}{m_{\text{молекули}}}.\]

Де \(m_{\text{молекули}}\) - маса молекули срібла, яка дорівнює атомній масі срібла в грамах.

Потім визначимо кількість кулона електричного заряду, яку перенесла ця кількість молекул срібла за час електролізу:

\[Q_{\text{електричний}} = n \cdot F,\]

де \(F\) - фарадейська константа (96 485 Кл/моль).

Тепер можемо знайти силу струму:

\[I = \frac{Q_{\text{електричний}}}{t}.\]

Знаючи силу струму (\(I\)) і опір (\(R\)), можемо визначити кількість тепла, виділеного при нагріванні електроліту:

\[Q_{\text{нагрівання}} = I^2 \cdot R \cdot t.\]

Тепер можна визначити потужність (\(P_{\text{нагрівання}}\)):

\[P_{\text{нагрівання}} = \frac{Q_{\text{нагрівання}}}{t}.\]

Підставимо відомі значення і розрахуємо:

1. Знайдемо масу молекули срібла (\(m_{\text{молекули}}\)). 2. Визначимо кількість молекул срібла (\(n\)). 3. Розрахуємо електричний заряд (\(Q_{\text{електричний}}\)). 4. Знайдемо силу струму (\(I\)). 5. Розрахуємо тепло, виділене при нагріванні електроліту (\(Q_{\text{нагрівання}}\)). 6. Знайдемо потужність нагрівання (\(P_{\text{нагрівання}}\)).

Необхідно взяти до уваги, що частина потужності може бути також витрачена на електроліз маси срібла, тобто на хімічну реакцію. Цю частину можна визначити, використовуючи електрохімічний еквівалент срібла.