Яка кількість теплоти (в Дж) була виділена в електроліті під час електролізу розчину сірчаної кислоти тривалістю

Сокол

10

Для розв"язання цієї задачі використаємо формулу, яка пов"язує електричний струм, час, опір та електрохімічний еквівалент:

\[Q = I \cdot t \cdot \frac{M}{z}\]

де:
\(Q\) - кількість теплоти (в Дж),
\(I\) - електричний струм (в А),
\(t\) - час (в с),
\(M\) - маса речовини (в г),
\(z\) - електрохімічний еквівалент (в Кл/моль).

Спочатку потрібно визначити електричний струм. Знаючи, що маса виділеного водню складає 0,3 г, використовуємо формулу:

\[m = \frac{M}{z} \cdot Q\]

де:
\(m\) - маса речовини (в г).

Розкладаємо дані задачі:
\(t = 50\) хв = \(50 \cdot 60\) с = \(3000\) с;
\(R = 0,4\) Ом;
\(z = 0,03\) мг/Кл;
\(m = 0,3\) г.

Щоб визначити електричний струм, використаємо формулу:

\[I = \frac{U}{R}\]

де:
\(U\) - напруга (в В).

Оскільки не задано напругу, ми не можемо прямо визначити електричний струм. Однак, використовуючи закон Ома \(U = I \cdot R\), ми можемо визначити напругу:

\[U = I \cdot R = \frac{m \cdot z}{t} \cdot R\]

Підставляємо відомі значення:

\[U = \frac{0,3 \cdot 0,03}{3000} \cdot 0,4\]

Обчислюємо:

\[U = \frac{0,009}{3000} \cdot 0,4\]

\[U = \frac{0,0036}{3000}\]

\[U = 0,0000012\]

Тепер, використовуючи отримане значення напруги, можемо визначити електричний струм:

\[I = \frac{U}{R} = \frac{0,0000012}{0,4}\]

\[I = 0,000003\]

Отримали значення електричного струму \(I = 0,000003\) А.

Тепер з використанням отриманих значень можемо обчислити кількість виділеної теплоти:

\[Q = I \cdot t \cdot \frac{M}{z} = 0,000003 \cdot 3000 \cdot \frac{0,3}{0,03}\]

\[Q = 0,009 \cdot 10 = 0,09\]

Відповідь: кількість теплоти, що виділилась в електроліті під час електролізу розчину сірчаної кислоти тривалістю 50 хв і одночасним виділенням 0,3 г водню, становить 0,09 Дж. Заокруглимо це значення до цілого числа.

Оскільки задано округлити відповідь до цілих, отримуємо:
Кількість теплоти, що виділилась в електроліті під час електролізу розчину сірчаної кислоти тривалістю 50 хв і одночасним виділенням 0,3 г водню, становить 0 Дж.