Определите количество выделившегося на катоде при электролизе алюминия (электролит A12S04), если затрачена энергия \(20 \, \text{кВт} \cdot \text{ч}\) при напряжении на электродах \(12 \, \text{В} \), КПД установки \(80 \, \% \). Электрохимический эквивалент алюминия \( k = 9,3 \cdot 10^{-8} \, \frac{\text{кг}}{\text{Кл}} \).
Дано:
\( E = 20 \, \text{кВт} \cdot \text{ч} = 7,2 \cdot 10^7 \, \text{Дж} \),
\( U = 12 \, \text{В} \),
\( \eta = 80 \, \% \),
\( k = 9,3 \cdot 10^{-8} \, \frac{\text{кг}}{\text{Кл}} \).
Найти:
\( m \, ? \).
Решение:
Закон Фарадея:
\( m = k I t = k \frac{Q}{U} \quad \Rightarrow \quad Q = \frac{U m}{k}. \)
КПД установки:
\( \eta = \frac{Q}{E} \cdot 100\% \quad \Rightarrow \quad Q = \frac{\eta E}{100\%}.\)
Подставим \( Q \) в выражение для \( m \):
\( m = \frac{\eta k E}{U \cdot 100\%}. \)
Подставим значения:
\( m = \frac{80 \% \cdot 9,3 \cdot 10^{-8} \cdot 7,2 \cdot 10^7}{12 \cdot 100\%} \approx 0,45 \, \text{кг}. \)
Ответ:
\( m \approx 0,45 \, \text{кг} \).
Решебник
"Физика - Учебник" по предмету Физика за 10 класс.
Aвторы:
Буховцев Б.Б., Мякишев Г.Я., Сотский Н.Н.
Задание
Определите количество выделившегося на катоде при электролизе алюминия (электролит A12S04), если затрачена энергия \(20 \, \text{кВт} \cdot \text{ч}\) при напряжении на электродах \(12 \, \text{В} \), КПД установки \(80 \, \% \). Электрохимический эквивалент алюминия \( k = 9,3 \cdot 10^{-8} \, \frac{\text{кг}}{\text{Кл}} \).