Как можно определить затраченную энергию электрического тока при электролизе водного раствора ZnSO4, если выделилось 61,2 г цинка и напряжение на зажимах ванны составляет 10 В? Ответ выразите в кВт*ч.
Физика9 классЭлектролизэлектролизэнергия электрического токаZnSO4выделение цинканапряжениекВт*чрасчет энергиифизика 9 класс
Для определения затраченной энергии электрического тока при электролизе водного раствора ZnSO4, когда выделилось 61,2 г цинка, необходимо выполнить несколько шагов. Давайте рассмотрим их по порядку.
Шаг 1: Найдем количество вещества цинкаСначала необходимо рассчитать количество вещества (моль) выделившегося цинка. Для этого используем формулу:
n = m / M
Подставим значения:
n = 61,2 г / 65,4 г/моль ≈ 0,934 моль
Шаг 2: Найдем заряд, необходимый для выделения цинкаЦинк при электролизе образуется по реакции:
Zn2+ + 2e- → Zn
Из уравнения видно, что на 1 моль цинка необходимо 2 моль электронов. Таким образом, для 0,934 моль цинка потребуется:
Q = n * F * z
Подставим значения:
Q = 0,934 моль * 96500 Кл/моль * 2 ≈ 180,000 Кл
Шаг 3: Найдем затраченную энергиюТеперь, зная заряд и напряжение, мы можем рассчитать затраченную энергию (E) по формуле:
E = Q * U
Подставим значения:
E = 180000 Кл * 10 В = 1800000 Дж
Шаг 4: Переведем энергию в кВт*чЧтобы перевести джоули в киловатт-час, используем следующее соотношение:
1 кВт*ч = 3,6 * 10^6 Дж
Теперь можем перевести:
E (кВт*ч) = E (Дж) / 3,6 * 10^6
E (кВт*ч) = 1800000 Дж / 3,6 * 10^6 ≈ 0,5 кВт*ч
Ответ: Затраченная энергия электрического тока при электролизе водного раствора ZnSO4 составляет примерно 0,5 кВт*ч.