Вода — это уголь грядущих веков», — восклицал герой Жюля Верна в романе «Таинственный остров», имея в виду водорода гореть, давая значительное количество энергии полтора века, и мечта кажется явью: автомобильные компании одна за другой приступают к выпуску автомобилей, ездящих не на бензине, а на водороде. Одним из главных драйверов развития водородной энергетики служат жесткие экологические ограничения, которые вводят правительства развитых стран. Бензиновым и дизельным двигателям, похоже, осталось всего несколько десятилетий: так, 26 июля министр по делам окружающей среды Великобритании Майкл Гоув рассказал, что правительство готовится принять запрет на их продажу с 2040 года, а в районах с наиболее грязным воздухом даже раньше. Аналогичное решение обсуждается в нескольких других странах Европы, в частности в Норвегии и Франции.
Согласно опубликованному в 2016 году исследованию Bloomberg New Energy Finance к тому же 2040 году ежегодные продажи электрокаров, часть из которых использует водородные ячейки, достигнут 35% от числа всех продаваемых машин. Этому немало будет снижение цен — по прогнозам уже к 2025 году стоимость таких машин сравняется со средней ценой обычных автомобилей.
Но вот на какие именно электромобили перейдет мир, единого мнения пока нет. Традиционные электрокары, работающие на аккумуляторах, уже добились определенной популярности: по дорогам планеты ездит более 2 млн таких машин, в Европе и США для них созданы сети заправок. Но у этих устройств немало недостатков: аккумуляторы теряют заряд на морозе, а их средний срок службы составляет 1–1,5 тыс. циклов, то есть при подзарядке два раза в сутки батарея будет служить всего около 3–5 лет.
Достойной альтернативой аккумуляторам выглядят водородные топливные ячейки: они служить не менее 8–10 лет и практически не нуждаются в обслуживании. По своему КПД они оставили обычные бензиновые моторы далеко позади — в среднем 45 против 35%, работают без вибраций и шума, а размером со стандартный бензобак им хватает на то, чтобы проехать 500–600 км. «Водород длительное время считался энергетической заначкой на будущее, так как его можно сжигать без выработки каких-либо отходов или преобразовывать в электрический ток, — говорит владелец компании GNC-Technology Кристиан Цбинден. — В исследования и разработку водородных батарей были вложены миллионы».
Тем удивительнее, что руководители многих технологических компаний, и среди них, например, глава Tesla Илон Маск, считают, что автомобильные и бытовые водородные двигатели — это тупиковый путь.
Пусть смесь содержит х моль медного купороса CuSO4*5H2O и у моль железного купороса FeSO4*7H2O.
n(CuSO4*5H2O) = х моль
n(FeSO4*7H2O) = y моль
Масса двух кристаллогидратов
m(CuSO4*5H2O) = n(CuSO4*5H2O)*M(CuSO4*5H2O) = 250x
m(FeSO4*7H2O) = n(FeSO4*7H2O)*M(FeSO4*7H2O) = 278y
m(смеси) = 250x + 278y
Тогда количество вещества воды в двух кристаллогидратах.
n1(H2O) = 5n(CuSO4*5H2O) = 5х моль
n2(H2O) = 7n(FeSO4*7H2O) = 7y моль
n(H2O) = n1(H2O) + n2(H2O) = 5x + 7y
Масса воды в двух кристаллогидратах.
m(H2O) = n(H2O)*М(Н2О) = 18*(5х + 7у) = 90х + 126у
Массовая доля воды в кристаллогидратах
ω(Н2О) = m(H2O)/m(смеси) = (90х + 126у)/(250x + 278y) = 0,4
90х + 126у = 0,4*(250x + 278y)
90х + 126у = 100х + 111,2у
10х = 14,8у
х = 1,48у
Массовая доля медного купороса CuSO4*5H2O в смеси
ω(CuSO4*5H2O) = m(CuSO4*5H2O)/m(смеси) = 250х/(250x + 278y) = 250*1,48у/(250*1,48у + 278у) = 370у/(370у + 278у) = 0,57
Если перевести массовую долю медного купороса CuSO4*5H2O в проценты, то это будет составлять 57%
вроде так
Объяснение:
Вода — это уголь грядущих веков», — восклицал герой Жюля Верна в романе «Таинственный остров», имея в виду водорода гореть, давая значительное количество энергии полтора века, и мечта кажется явью: автомобильные компании одна за другой приступают к выпуску автомобилей, ездящих не на бензине, а на водороде. Одним из главных драйверов развития водородной энергетики служат жесткие экологические ограничения, которые вводят правительства развитых стран. Бензиновым и дизельным двигателям, похоже, осталось всего несколько десятилетий: так, 26 июля министр по делам окружающей среды Великобритании Майкл Гоув рассказал, что правительство готовится принять запрет на их продажу с 2040 года, а в районах с наиболее грязным воздухом даже раньше. Аналогичное решение обсуждается в нескольких других странах Европы, в частности в Норвегии и Франции.
Согласно опубликованному в 2016 году исследованию Bloomberg New Energy Finance к тому же 2040 году ежегодные продажи электрокаров, часть из которых использует водородные ячейки, достигнут 35% от числа всех продаваемых машин. Этому немало будет снижение цен — по прогнозам уже к 2025 году стоимость таких машин сравняется со средней ценой обычных автомобилей.
Но вот на какие именно электромобили перейдет мир, единого мнения пока нет. Традиционные электрокары, работающие на аккумуляторах, уже добились определенной популярности: по дорогам планеты ездит более 2 млн таких машин, в Европе и США для них созданы сети заправок. Но у этих устройств немало недостатков: аккумуляторы теряют заряд на морозе, а их средний срок службы составляет 1–1,5 тыс. циклов, то есть при подзарядке два раза в сутки батарея будет служить всего около 3–5 лет.
Достойной альтернативой аккумуляторам выглядят водородные топливные ячейки: они служить не менее 8–10 лет и практически не нуждаются в обслуживании. По своему КПД они оставили обычные бензиновые моторы далеко позади — в среднем 45 против 35%, работают без вибраций и шума, а размером со стандартный бензобак им хватает на то, чтобы проехать 500–600 км. «Водород длительное время считался энергетической заначкой на будущее, так как его можно сжигать без выработки каких-либо отходов или преобразовывать в электрический ток, — говорит владелец компании GNC-Technology Кристиан Цбинден. — В исследования и разработку водородных батарей были вложены миллионы».
Тем удивительнее, что руководители многих технологических компаний, и среди них, например, глава Tesla Илон Маск, считают, что автомобильные и бытовые водородные двигатели — это тупиковый путь.