При электролизе, длившемся в течение одного часа, сила тока была равна 5 А. Чему равна температура выделившегося атомарного водорода, если при давлении, равном 105 Па, его объём равен 1,5 л? Электрохимическии эквивалент водорода
Для начала, нам понадобятся некоторые формулы и уравнения, которые нам помогут решить эту задачу. В данной задаче нам пригодится уравнение состояния идеального газа, а именно:
PV = nRT
где P - давление газа в паскалях, V - его объем в метрах кубических, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль·К), T - абсолютная температура в Кельвинах.
Стоит также отметить, что атомарный водород H является идеальным газом при данной температуре и давлении.
В нашей задаче мы знаем давление (105 Па), объем (1,5 л) и силу тока (5 А). Нам нужно найти температуру выделившегося водорода.
Для начала, найдем количество вещества H2 используя уравнение состояния идеального газа:
n = PV / RT
где P = 105 Па, V = 1,5 л = 0,0015 м³, R = 8,31 Дж/моль·К (эту константу мы возьмем в Дж/моль·К, чтобы соответствовать размерностям остальных величин).
Подставляем все значения в уравнение и решаем его:
n = (105 Па * 0,0015 м³) / (8,31 Дж/моль·К * T)
n = 0,001575 моль / Т
Теперь нам нужно найти количество электричества Q, которое протекло через электролит за один час. Используем формулу:
Q = I * t
где I - сила тока (5 А), t - время (1 час = 3600 секунд).
Подставляем значения и решаем:
Q = 5 А * 3600 сек = 18000 Кл.
Нам известно, что для процесса электролиза 1 моль электронов соответствует 96500 Кл.
Тогда количество вещества H2, образованного в результате электролиза, можно выразить следующим образом:
n = Q / 96500 Кл
Подставим значение Q и решим уравнение:
0,001575 моль / Т = 18000 Кл / 96500 Кл
Теперь решим получившееся уравнение относительно T:
0,001575 моль = (18000 Кл / 96500 Кл) * Т
0,001575 моль = 0,1868 * T
Т = 0,001575 моль / 0,1868 ≈ 0,0084 К)
Получили значение температуры T ≈ 0,0084 К.
Но, так как эта температура крайне маленькая, то мы не можем гарантировать ее реалистичность или точность на практике.
Итак, ответ: температура выделившегося атомарного водорода при электролизе, равной 5 А в течение одного часа, при давлении 105 Па и объеме 1,5 л равна примерно 0,0084 К.
Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!
Для начала, нам понадобятся некоторые формулы и уравнения, которые нам помогут решить эту задачу. В данной задаче нам пригодится уравнение состояния идеального газа, а именно:
PV = nRT
где P - давление газа в паскалях, V - его объем в метрах кубических, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/моль·К), T - абсолютная температура в Кельвинах.
Стоит также отметить, что атомарный водород H является идеальным газом при данной температуре и давлении.
В нашей задаче мы знаем давление (105 Па), объем (1,5 л) и силу тока (5 А). Нам нужно найти температуру выделившегося водорода.
Для начала, найдем количество вещества H2 используя уравнение состояния идеального газа:
n = PV / RT
где P = 105 Па, V = 1,5 л = 0,0015 м³, R = 8,31 Дж/моль·К (эту константу мы возьмем в Дж/моль·К, чтобы соответствовать размерностям остальных величин).
Подставляем все значения в уравнение и решаем его:
n = (105 Па * 0,0015 м³) / (8,31 Дж/моль·К * T)
n = 0,001575 моль / Т
Теперь нам нужно найти количество электричества Q, которое протекло через электролит за один час. Используем формулу:
Q = I * t
где I - сила тока (5 А), t - время (1 час = 3600 секунд).
Подставляем значения и решаем:
Q = 5 А * 3600 сек = 18000 Кл.
Нам известно, что для процесса электролиза 1 моль электронов соответствует 96500 Кл.
Тогда количество вещества H2, образованного в результате электролиза, можно выразить следующим образом:
n = Q / 96500 Кл
Подставим значение Q и решим уравнение:
0,001575 моль / Т = 18000 Кл / 96500 Кл
Теперь решим получившееся уравнение относительно T:
0,001575 моль = (18000 Кл / 96500 Кл) * Т
0,001575 моль = 0,1868 * T
Т = 0,001575 моль / 0,1868 ≈ 0,0084 К)
Получили значение температуры T ≈ 0,0084 К.
Но, так как эта температура крайне маленькая, то мы не можем гарантировать ее реалистичность или точность на практике.
Итак, ответ: температура выделившегося атомарного водорода при электролизе, равной 5 А в течение одного часа, при давлении 105 Па и объеме 1,5 л равна примерно 0,0084 К.
Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!