№897 ГДЗ Рымкевич 10-11 класс (Физика)

1. Сравнить затраты электроэнергии на получение электролитическим путем одинаковых масс алюминия и меди, если по нормам напряжение на ванне при получении алюминия в 14 раз больше, чем при рафинировании меди.

По закону Фарадея масса вещества, выделившегося при электролизе, пропорциональна заряду:

$$m=kQ,$$

откуда

$$Q=\frac{m}{k}.$$

Расход электроэнергии при электролизе:

$$E=UIt=UQ=\frac{Um}{k}.$$

Для алюминия и меди при одинаковых массах $$m_1=m_2$$ получаем:

$$\frac{E_1}{E_2}=\frac{U_1m/k_1}{U_2m/k_2}=\frac{U_1}{U_2}\cdot\frac{k_2}{k_1}.$$

По условию $$U_1=14U_2$$, а электрохимические эквиваленты:

$$k_1=0{,}093\ \text{мг/Кл}, \qquad k_2=0{,}33\ \text{мг/Кл}.$$

Тогда

$$\frac{E_1}{E_2}=14\cdot\frac{0{,}33}{0{,}093}\approx 50.$$

Значит, на получение одинаковой массы алюминия затрачивается в 50 раз больше электроэнергии, чем на получение такой же массы меди.

Ответ: $$\frac{E_1}{E_2}=50$$, для алюминия в 50 раз больше.