Дано:
Напряжение электролиза V = 10 В
КПД всей установки η = 80%
Атомная масса алюминия A = 27
Валентность алюминия n = 3
Решение с расчетом:
Найдем количество заряда, необходимое для выделения 1 кг алюминия:
Q = F * n
где F - Фарадаева постоянная (96500 Кл/моль), n - валентность
Q = 96500 Кл/моль * 3 ≈ 289500 Кл/моль
Найдем работу, необходимую для проведения электролиза:
W = Q * V
W = 289500 Кл/моль * 10 В = 2895000 Дж/моль = 2895 кДж/моль
Найдем затраты электроэнергии:
Электроэнергия = W / η
Электроэнергия = 2895 кДж/моль / 0.8 = 3618.75 кДж/моль
Переведем полученное значение в киловатт-часы:
1 кДж = 0.000277778 кВтч
Электроэнергия = 3618.75 кДж/моль * 0.000277778 кВтч/кДж ≈ 1 кВт*ч/моль
Ответ:
Затрата электроэнергии на получение 1 кг алюминия составляет примерно 1 кВт*ч.