Дано:
Электрическая энергия W = 5 кВт·ч
Напряжение U = 10 В
КПД установки η = 75%
Найти:
Массу выделившейся меди.
Решение с расчетом:
Сначала найдем количество переданной электрической энергии в джоулях:
W = P * t
Где P - мощность, t - время. Переведем кВт·ч в джоули:
1 кВт·ч = 1000 Вт * 3600 c = 3.6 * 10^6 Дж
Тогда:
W = 5 * 3.6 * 10^6 Дж = 18 * 10^6 Дж
Затем найдем количество заряда, протекшее через установку:
Q = W / U
Теперь найдем количество вещества меди, выпавшей на катоде:
n = Q / F
Где F - постоянная Фарадея (F ≈ 96500 Кл/моль).
Используя молярную массу меди M = 63,5 г/моль, найдем массу:
m = n * M
Учитывая КПД установки:
m = n * M / η
Подставляем известные значения:
Q = 18 * 10^6 Дж / 10 В = 1.8 * 10^6 Кл
n = 1.8 * 10^6 Кл / 96500 Кл/моль ≈ 18.65 моль
m = 18.65 моль * 63.5 г/моль / 0.75 ≈ 445 г
Ответ:
Масса выделившейся меди составит приблизительно 0.445 кг.