Номер 704, страница 98, часть 1 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Парфентьева

Часть 1. 10 класс. Основы электродинамики. Электрический ток в различных средах. Закон электролиза - номер 704, страница 98.

Условие.

704. [578] При электролизе раствора хлористого цинка было затрачено $3,6 \text{ МДж}$ электроэнергии. Определите массу выделившегося цинка, если на зажимах ванны поддерживалось напряжение $4 \text{ В}$. Электрохимический эквивалент цинка $3,9 \cdot 10^{-7} \text{ кг/Кл}$.

Решение.

Дано:

$W = 3,6 \text{ МДж} = 3,6 \cdot 10^6 \text{ Дж}$

$U = 4 \text{ В}$

$k = 3,9 \cdot 10^{-7} \text{ кг/Кл}$

Найти:

$m - ?$

Решение:

Масса вещества, выделившегося на электроде при электролизе, определяется по первому закону Фарадея:

$m = k \cdot q$

где $\text{m}$ – масса вещества, $\text{k}$ – его электрохимический эквивалент, а $\text{q}$ – электрический заряд, прошедший через электролит.

Электроэнергия (работа тока), затраченная в процессе электролиза, связана с зарядом и напряжением следующим соотношением:

$W = U \cdot q$

Из этой формулы выразим заряд $\text{q}$:

$q = \frac{W}{U}$

Теперь подставим выражение для заряда в формулу для массы:

$m = k \cdot \frac{W}{U}$

Подставим числовые значения и произведем вычисления:

$m = 3,9 \cdot 10^{-7} \frac{\text{кг}}{\text{Кл}} \cdot \frac{3,6 \cdot 10^6 \text{ Дж}}{4 \text{ В}} = 3,9 \cdot 10^{-7} \cdot 0,9 \cdot 10^6 \text{ кг} = 3,51 \cdot 10^{-1} \text{ кг} = 0,351 \text{ кг}$

Ответ: масса выделившегося цинка составляет $0,351$ кг.