Question

Відбувається електроліз розчину CuSO4. ККД установки - 60%.Скільки міді можна отримати,якщо за напруги 20В витрачено 33000Дж енергії

Answer 1

E1=eta*E=0.6*33000=19800 J

E1=U*I*t

I*t=E1/U=990 A*s

m=kIt= 3,3•10-7*990=0.33*10^-3 kg=0.33 g

Answer 2

Для визначення кількості міді, яку можна отримати за даних умов, спочатку потрібно визначити кількість електричної енергії, яка витрачена на електроліз розчину CuSO4.

За формулою електричної енергії можна знайти кількість заряду, що пройшов через електроліт:

E = Q * U,

де E - електрична енергія (33000 Дж), Q - кількість заряду, U - напруга (20 В).

Кількість заряду можна визначити за формулою:

Q = I * t,

де I - сила струму, t - час електролізу.

Знаючи, що ККД установки становить 60%, можна записати:

E = 0.6 * Q * U.

Підставляючи вираз для Q, отримуємо:

33000 Дж = 0.6 * I * t * 20 В.

Далі, можна визначити силу струму, використовуючи формулу:

I = Q / t.

Підставляючи вираз для Q, отримуємо:

I = (33000 Дж / t) / t.

Тепер можна підставити це значення в попередню формулу:

33000 Дж = 0.6 * [(33000 Дж / t) / t] * t * 20 В.

Спрощуючи вираз, отримуємо:

33000 Дж = 0.6 * 33000 Дж / t * 20 В.

Виразимо t:

t = (0.6 * 33000 Дж) / (33000 Дж / t * 20 В).

Спрощуючи вираз, отримуємо:

t = (0.6 * 33000 Дж * t) / (33000 Дж * 20 В).

Зведемо подібні доданки:

t = 0.6 / 20.

t = 0.03 с.

Тепер, знаючи час електролізу, можна визначити кількість міді, що утворилася. Для цього використовується формула:

m = Q / F,

де m - маса міді, Q - кількість заряду, F - фарадай.

Знаючи, що 1 фарадай відповідає 96500 Кл/моль, можна записати:

m = (Q / 96500 Кл/моль) * M,

де M - молярна маса міді (63.55 г/моль).

Підставляючи вираз для Q, отримуємо:

m = ((I * t) / 96500 Кл/моль) * M.

Підставляємо значення I і t:

m = ((33000 Дж / 0.03 с) / 96500 Кл/моль) * 63.55 г/моль.

Спрощуючи вираз, отримуємо:

m = (33000 Дж * 63.55 г) / (0.03 с * 96500 Кл).

Обчислюємо значення:

m ≈ 68.8 г.

Отже, можна отримати приблизно 68.8 г міді.