Сколько нужно потратить электроэнергии, чтобы добыть 100 кг трехвалентного алюминия, если электролиз происходит при напряжении 10 В, а КПД установки равен 80 %?Молярная масса алюминия - 26,982 г/моль. ответ предоставить в кВт * ч, сократив до целого числа.
W = V * I * t
где:
W - работа, которую нужно совершить (энергия, потраченная на электролиз)
V - напряжение (вольты)
I - сила тока (амперы)
t - время (время, в течение которого протекает процесс электролиза)
Мы знаем, что напряжение V равно 10 В и эффективность (КПД) установки равна 80%, что означает, что только 80% потраченной энергии будет использовано для электролиза.
Для начала, нам необходимо найти силу тока I, используя формулу:
I = Q / t
где:
Q - количество электричества (заряд) (кол-во электронов, прошедших через цепь)
t - время (секунды)
Количество электричества можно найти, используя формулу:
Q = m / M
где:
m - масса алюминия (кг)
M - молярная масса алюминия (г/моль)
Таким образом, мы можем найти силу тока по формуле:
I = (m / M) / t
Теперь мы можем подставить полученное значение силы тока в формулу работы:
W = V * ((m / M) / t) * t
После сокращения t, формула выглядит следующим образом:
W = V * (m / M)
Теперь мы можем подставить все значения в формулу:
W = 10 В * (100 кг / 26,982 г/моль) ≈ 370,648 В * (кг * моль) / (г * В)
W ≈ 370,648 кг * м^2 / г
Однако, нам нужно ответить в кВт*ч, поэтому нам нужно перевести итоговое значение:
1 Вт*с = 1 Дж
1 Дж = 0,0002778 кВт*ч
Зная это, мы можем перевести наш результат в кВт*ч:
W ≈ 370,648 кг * м^2 / г * 0,0002778 кВт*ч / Дж
W ≈ 0,1027 кВт*ч
Ответ: Чтобы добыть 100 кг трехвалентного алюминия, потребуется приблизительно 0,1027 кВт*ч электроэнергии.