Дано:
Ток I = 20 A
Время t = 25 мин = 1500 с
Объем V = 1 л = 0,001 м^3
Давление p = 0,2 МПа = 2 * 10^5 Па
Молярная масса воды m = 0,018 кг/моль
Электрохимический эквивалент кислорода k = 8,29 × 10^-8 кг/Кл
Найти:
Температуру выделившегося кислорода.
Решение с расчетом:
Сначала найдем количество заряда, протекшее через электролит:
Q = I * t
Теперь рассчитаем количество вещества кислорода, выделившееся при электролизе воды:
n = Q / (2 * F)
Где F - постоянная Фарадея (F ≈ 96500 Кл/моль).
Теперь найдем массу кислорода:
m = n * m
Используя уравнение состояния идеального газа PV = nRT, найдем температуру:
T = pV / (nR)
Где R - универсальная газовая постоянная (R ≈ 8,314 Дж/(моль·К)).
Подставляем известные значения:
Q = 20 A * 1500 с = 30000 Кл
n = 30000 Кл / (2 * 96500 Кл/моль) ≈ 0,155 моль
m = 0,155 моль * 0,018 кг/моль ≈ 0,00279 кг
T = 2 * 10^5 Па * 0,001 м^3 / (0,155 моль * 8,314 Дж/(моль·К)) ≈ 312 К
Ответ:
Температура выделившегося кислорода составит примерно 312 К.