1. Каково время, необходимое для выделения 9 г воды из раствора серной кислоты при токе 2 А, если электрохимический

Яксоб_1149

58

Задача 1:
Для вычисления времени, необходимого для выделения 9 г воды из раствора серной кислоты, мы можем использовать формулу электролиза.

Сначала нам понадобится найти количество заряда, проходящего через раствор:

$$Q=I\cdot t$$

где Q - заряд, I - сила тока (2 А), t - время в секундах (что мы и хотим найти).

Затем, нам нужно найти количество вещества воды, используя формулу:

$$m=M\cdot n$$

где m - масса воды (9 г), M - молярная масса воды ($H_{2}O$, приближенно 18 г/моль), n - количество вещества в молях (что мы и хотим найти).

Но прежде чем продолжить расчеты, нам нужно найти количество заряда, необходимое для выделения одного моля воды. Для этого мы можем использовать электрохимический эквивалент водорода, который составляет 10^-3 кг/Кл. Поскольку каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода, то количество заряда, необходимое для выделения одной молекулы воды, будет равно эквивалентной массе водорода, деленной на два:

$$Q_1=\frac{M_H}{2}$$

где $M_H$ - молярная масса водорода (1 г/моль).

Используя эту информацию, мы можем выразить количество вещества воды через количество заряда:

$$n=\frac{Q}{Q_1}$$

Теперь у нас есть все необходимые формулы для решения задачи. Давайте начнем.

1) Найдем количество заряда:
$$Q=I\cdot t$$
$$2\cdot t=Q$$ (1)

2) Найдем количество вещества воды:
$$n=\frac{Q}{Q_1}$$ (2)

3) Найдем количество вещества воды через массу:
$$m=M\cdot n$$ (3)

Подставим (1) в (2):
$$n=\frac{2\cdot t}{Q_1}$$

Затем подставим (3):
$$m=M\cdot \frac{2\cdot t}{Q_1}$$

Теперь мы можем решить задачу, найдя значение времени $t$:

$$t=\frac{m\cdot Q_1}{2\cdot M}$$

Подставим известные значения:
$$t=\frac{9\cdot {10}^{-3}кг\cdot Кл}{2\cdot 18кг/моль}$$

$$t=\frac{0.009кг\cdot Кл}{0.036кг/моль}$$

$$t=\frac{0.009}{0.036}моль\cdot с$$

$$t=0.25моль\cdot с$$

Таким образом, время, необходимое для выделения 9 г воды из раствора серной кислоты при токе 2 А, составляет 0.25 моль \cdot с.

Задача 2:
Если скорость направленного дрейфа электронов в проводнике увеличивается в 2 раза, то сила тока также увеличится в 2 раза. Это происходит потому, что сила тока определяется количеством заряда, проходящего через поперечное сечение проводника в единицу времени. Увеличение скорости дрейфа электронов означает, что больше зарядов проходит через поперечное сечение за одну секунду. Следовательно, сила тока увеличится в 2 раза.

Задача 3:
Если время удваивается и сила тока увеличивается до 2 А, то нам нужно найти количество вещества, выделяющегося при электролизе определенного вещества. Для этого мы можем использовать формулу электролиза:

$$m=M\cdot I\cdot t$$

где m - масса вещества (что мы и хотим найти), M - молярная масса вещества, I - сила тока (2 А), t - время в секундах (которое удваивается).

Подставим известные значения:

$$m=20г/моль\cdot 2А\cdot 2сек$$

$$m=80г$$

Таким образом, при силе тока 2 А и удвоенном времени, выделяется 80 г вещества.

Задача 4:
С увеличением температуры удельное сопротивление металлического проводника обычно увеличивается. Это происходит из-за увеличения сопротивления движению электронов в металле под воздействием теплового движения атомов. При повышении температуры атомы металла начинают колебаться с большей амплитудой, что затрудняет движение электронов. Следовательно, удельное сопротивление металлического проводника увеличивается при нагревании.