Какова температура водорода, собранного в сосуде объемом 350 см3 и под давлением 150 кПа, после пропускания тока силой

Алекс_2657

38

Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, а также закон Фарадея. Давайте пошагово решим задачу.

Шаг 1: Найдем количество вещества водорода, содержащегося в сосуде. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа, где n - количество вещества, V - объем газа, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура газа, P - давление газа.

Обозначим количество вещества водорода как n(H2). Подставим известные значения в формулу:

\[n(H2) = \frac{{PV}}{{RT}}\]

Давление P = 150 кПа = 150000 Па (переведем в Паскали)

V = 350 см^3 = 350 * 10^-6 м^3 (переведем в метры кубические)

Tемпература T пока неизвестна.

R - универсальная газовая постоянная, примерное значение равно 8.314 Дж/(моль·К)

После подстановки всех известных значений мы можем найти количество вещества водорода n(H2).

Шаг 2: Найдем количество прошедшего заряда через электролитическую ванну. Используя уравнение Фарадея, мы можем найти количество прошедшего заряда через ванну, где Q - количество заряда, I - сила тока, t - время.

Обозначим количество заряда как Q. Подставим известные значения в формулу:

\[Q = It\]

I = 1.2 А

t = 60 мин = 3600 секунд (переведем минуты в секунды)

После подстановки всех известных значений мы можем найти количество прошедшего заряда Q.

Шаг 3: Найдем количество вещества водорода с использованием электрохимического эквивалента. Электрохимический эквивалент (z) - это количество вещества, проходящее через электролитическую ванну при прохождении 1 кулон заряда.

Обозначим количество вещества водорода как n(H2). Подставим известные значения в формулу:

\[n(H2) = \frac{{Q}}{{z}}\]

Значение электрохимического эквивалента z = 1.04 * 10^-8 кг/Кл

После подстановки всех известных значений мы можем найти количество вещества водорода n(H2).

Шаг 4: Найдем абсолютную температуру. Теперь мы можем найти абсолютную температуру водорода, используя уравнение состояния идеального газа, где n(H2) - количество вещества водорода, V - объем газа, R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура газа, P - давление газа.

Обозначим абсолютную температуру как T. Подставим известные значения в формулу:

\[T = \frac{{PV}}{{n(H2) \cdot R}}\]

После подстановки всех известных значений мы можем найти абсолютную температуру T.

Теперь, когда мы нашли все необходимые значения, можем рассчитать температуру водорода, собранного в сосуде объемом 350 см3 и под давлением 150 кПа после пропускания тока силой 1,2 А в течение 60 минут через электролитическую ванну, содержащую раствор серной кислоты.