Какова температура атомарного водорода, полученного при электролизе продолжительностью в один час, при силе тока
Какова температура атомарного водорода, полученного при электролизе продолжительностью в один час, при силе тока 5 А? Известно, что при давлении 105 Па его объем составляет 1,5 л. Значение электрохимического эквивалента водорода равно 1,0 · 10-8 кг/Кл. Необходимо найти решение.
Лия 18
Для решения данной задачи нам понадобятся следующие данные:Давление водорода (P) = 105 Па
Объем водорода (V) = 1,5 л
Сила тока (I) = 5 А
Электрохимический эквивалент водорода (E) = 1,0 · 10-8 кг/Кл
Сначала нам нужно вычислить количество заряда (Q), протекшего через раствор воды в результате электролиза. Для этого мы можем использовать формулу:
Q = I * t,
где Q - заряд, I - сила тока, t - время.
В нашем случае время (t) равно одному часу, что составляет 3600 секунд. Подставляя значения в формулу, получаем:
Q = 5 А * 3600 с = 18000 Кл.
Затем мы можем использовать данное значение заряда (Q), чтобы найти количество вещества водорода (n) с помощью формулы:
n = Q / E,
где n - количество вещества, Q - заряд, E - электрохимический эквивалент.
Подставляя значения, получаем:
n = 18000 Кл / (1,0 · 10-8 кг/Кл) = 1,8 · 10^12 кг.
Также, используя объем (V) и количество вещества (n), мы можем найти молярную массу водорода (M) по формуле:
M = m / n,
где M - молярная масса, m - масса вещества, n - количество вещества.
Молярная масса водорода равна 1 г/моль. Подставляя значения и переводя граммы в килограммы, получаем:
1,8 · 10^12 кг = m / 1 г/моль.
m = 1,8 · 10^12 кг * 1 г/моль = 1,8 · 10^9 моль.
Таким образом, мы нашли массу водорода (m), полученного при электролизе продолжительностью в один час.
Наконец, чтобы найти температуру атомарного водорода, мы можем использовать идеальный газовый закон:
PV = nRT,
где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Мы знаем все значения, кроме температуры (T), поэтому решим уравнение относительно T:
T = PV / (nR).
Подставляя значения, получаем:
T = (105 Па) * (1,5 л) / ((1,8 · 10^9 моль) * (8,314 Дж/(моль⋅К))).
Теперь выполним необходимые вычисления:
T ≈ 0,945 К.
Таким образом, температура атомарного водорода, полученного при электролизе продолжительностью в один час при силе тока 5 А, составляет приблизительно 0,945 К.