Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 4668
2017-10-29 
Ток величиной 1 А пропускается в течение 1 мин через подкисленную воду. Какой объем займет образовавшийся при этом гремучий газ при нормальных условиях?
Решение:
Объем гремучего газа будет равен сумме объемов водорода $V_{H}$ и кислорода $V_{O}$, выделившихся при электролизе подкисленной воды:
$V = V_{H} + V_{O}$.
Объем выделившегося водорода найдем, разделив его массу на плотность:
$V_{H} = \frac{m_{H}}{ \rho_{H}}$.
Так как
$\rho_{H} = \frac{ \mu_{H}}{V_{ \mu}}$,
то
$V_{H} = \frac{m_{H}}{ \mu_{H}} V_{ \mu}$,
где $\mu_{H}$ - масса 1 грамм-молекулы водорода; $V_{ \mu}$ — объем 1 грамм-молекулы газа при нормальных условиях
Иассу водорода, выделившегося при электролизе, определим по закону Фарадея:
$m_{H} = \frac{a_{H}It}{Fn_{H}}$,
где $a_{H}$ - атомный вес; $n_{H}$ - валентность водорода; $I$ - величина тока, проходящего через электролит; $t$-время, в течение которого пропускался ток; $F$ — число Фарадея
Масса кислорода, выделившегося при электролизе, определяется аналогично
$m_{O} = \frac{a_{O}It}{Fn_{O}}$.
Подставляя вместо $V_{H}$ и $V_{O}$ их значения, получим
$V = \frac{ItV_{ \mu}}{F} \left ( \frac{a_{H}}{n_{H} \mu_{H}} + \frac{a_{O}}{n_{O} \mu_{O}} \right )$.
Находим следующие величины: $V_{ \mu} = 2,24 \cdot 10^{-2} м^{3}/моль; F = 9,65 \cdot 10^{4} н; a_{H} = 0,001 кг/моль; a_{O} = 0,016 кг / моль; n_{H1} = 1; n_{O} = 2; \mu_{H} = 0,002 кг/моль; \mu_{O} = 0,032 кг/моль$.
После подстановки численных значений получим
$V = \frac{1 \cdot 60 \cdot 2,24 \cdot 10^{-2}}{9,65 \cdot 10^{4}} \left ( \frac{0,001}{1 \cdot 0,002} + \frac{0,016}{2 \cdot 0,032} \right ) \approx 10^{-5} м^{3}$.
Ток величиной 1 А пропускается в течение 1 мин через подкисленную воду. Какой объем займет образовавшийся при этом гремучий газ при нормальных условиях?
Решение:
Объем гремучего газа будет равен сумме объемов водорода $V_{H}$ и кислорода $V_{O}$, выделившихся при электролизе подкисленной воды:
$V = V_{H} + V_{O}$.
Объем выделившегося водорода найдем, разделив его массу на плотность:
$V_{H} = \frac{m_{H}}{ \rho_{H}}$.
Так как
$\rho_{H} = \frac{ \mu_{H}}{V_{ \mu}}$,
то
$V_{H} = \frac{m_{H}}{ \mu_{H}} V_{ \mu}$,
где $\mu_{H}$ - масса 1 грамм-молекулы водорода; $V_{ \mu}$ — объем 1 грамм-молекулы газа при нормальных условиях
Иассу водорода, выделившегося при электролизе, определим по закону Фарадея:
$m_{H} = \frac{a_{H}It}{Fn_{H}}$,
где $a_{H}$ - атомный вес; $n_{H}$ - валентность водорода; $I$ - величина тока, проходящего через электролит; $t$-время, в течение которого пропускался ток; $F$ — число Фарадея
Масса кислорода, выделившегося при электролизе, определяется аналогично
$m_{O} = \frac{a_{O}It}{Fn_{O}}$.
Подставляя вместо $V_{H}$ и $V_{O}$ их значения, получим
$V = \frac{ItV_{ \mu}}{F} \left ( \frac{a_{H}}{n_{H} \mu_{H}} + \frac{a_{O}}{n_{O} \mu_{O}} \right )$.
Находим следующие величины: $V_{ \mu} = 2,24 \cdot 10^{-2} м^{3}/моль; F = 9,65 \cdot 10^{4} н; a_{H} = 0,001 кг/моль; a_{O} = 0,016 кг / моль; n_{H1} = 1; n_{O} = 2; \mu_{H} = 0,002 кг/моль; \mu_{O} = 0,032 кг/моль$.
После подстановки численных значений получим
$V = \frac{1 \cdot 60 \cdot 2,24 \cdot 10^{-2}}{9,65 \cdot 10^{4}} \left ( \frac{0,001}{1 \cdot 0,002} + \frac{0,016}{2 \cdot 0,032} \right ) \approx 10^{-5} м^{3}$.
