Яким чином можна визначити температуру водню при силі струму 1.6 А, якщо під час електролізу слабо підкісленої води

Stanislav

40

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться формулой Фарадея, которая связывает количество вещества, полученного в результате электролиза, с силой тока, временем и эквивалентной массой вещества. Формула Фарадея имеет следующий вид:

\[Q = \frac{{It}}{nF}\]

Где:
Q - количество вещества (в молях),
I - сила тока (в амперах),
t - время электролиза (в секундах),
n - число электронов, переданных при окислении/восстановлении вещества (равно 1 для водорода),
F - постоянная Фарадея (равна 96485 Кл/моль).

Для того чтобы применить формулу Фарадея к данной задаче, нам необходимо найти количество вещества водорода, полученного в результате электролиза. Для этого воспользуемся формулой:

\[n = \frac{V}{V_m}\]

Где:
n - количество вещества (в молях),
V - объем газа (в литрах),
V_m - молярный объем (равен 22,4 л/моль при нормальных условиях).

Теперь можем перейти к решению задачи:

1. Переведем 0.5 литра водорода в молях, используя формулу:
\[n = \frac{V}{V_m} = \frac{0.5}{22.4} = 0.0223 \, \text{моль}\]

2. Теперь возьмем полученное нами количество вещества и подставим его в формулу Фарадея для нахождения затраченного количества электричества:

\[0.0223 = \frac{{1.6 \cdot 50 \cdot 60}}{{1 \cdot F}}\]

3. Разрешим уравнение относительно F:

\[F = \frac{{1.6 \cdot 50 \cdot 60}}{{0.0223}}\]

4. После подстановки всех известных значений в уравнение и расчетов мы найдем значение постоянной Фарадея:

\[F = 964555.6 \, \text{Кл/моль} \]

Теперь, зная значение постоянной Фарадея и силу тока, мы можем найти температуру водорода при помощи формулы:

\[T = \frac{{F \cdot I}}{{k}}\]

5. Подставим все значения в формулу и решим:

\[T = \frac{{964555.6 \cdot 1.6}}{{1.045 \cdot 10^{-8}}} = 14745787053.1 \, \text{К}\]

Температура водорода при силе тока 1.6 А будет составлять 14745787053.1 Кельвина.