Какова температура выделившегося атомарного водорода при указанных условиях электролиза (длительность 1 час, сила тока

Для решения данной задачи мы можем использовать закон Фарадея, который описывает связь между затраченным зарядом и количеством выделившегося вещества при электролизе.

Согласно этому закону, количество выделившегося вещества (n) пропорционально затраченному заряду (Q) и электрохимическому эквиваленту вещества (k), выраженному в кг/Кл.

Мы можем выразить количество выделившегося вещества как:

\[n = \frac{Q}{k}\]

Заряд (Q) можно найти, умножив силу тока (I) на длительность электролиза (t):

\[Q = I \cdot t\]

Возьмем данные и подставим их в формулы:

Длительность электролиза (t) = 1 час = 3600 секунд
Сила тока (I) = 5 А
Электрохимический эквивалент водорода (k) = 1,0 · 10^-8 кг/Кл

Вычислим заряд (Q):

\[Q = I \cdot t = 5 \cdot 3600 = 18000\]

Теперь можем вычислить количество выделившегося вещества (n):

\[n = \frac{Q}{k} = \frac{18000}{1,0 \cdot 10^{-8}} = 1,8 \cdot 10^{12}\]

Объем выделившегося водорода (V) можно выразить через его количество (n) и его молярный объем (Vm):

\[V = n \cdot Vm\]

Молярный объем водорода (Vm) равен 22,4 л/моль.

Подставим значения:

\[V = 1,8 \cdot 10^{12} \cdot 22,4 = 4,032 \cdot 10^{13}\]

Итак, объем выделившегося водорода составляет 4,032 * 10^13 л.

Теперь мы можем найти температуру водорода, используя уравнение состояния идеального газа:

\[PV = nRT\]

где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.

Универсальная газовая постоянная (R) равна 8,314 Дж/(моль·К).

Теперь найдем температуру (T):

\[T = \frac{PV}{nR}\]

Подставим значения:

\[T = \frac{(105 \cdot 1,5) \cdot (4,032 \cdot 10^{13})}{(1,8 \cdot 10^{12}) \cdot 8,314} = 253,3 К\]

Итак, температура выделившегося атомарного водорода при указанных условиях электролиза равна 253,3 К.