ДАЮ 30 БАЛОВ
1 Яка кількість теплоти виділиться в електронагрівальному елементі праски за 1 хв, якщо сила струму в цьому елементі дорівнює 7А, а опір становить 30 Ом ? Результат подати в кДж.
2 Розрахуйте вартість електроенергії при тарифі 1,68 коп. за 1 кВт· год, що споживає праска за 2 год при напрузі 220 В і силі струму 2 А.
3 Під час електролізу по провіднику проходить струм 2мА . Визначити час проходження процесу електролізу , якщо на катоді виділилось 15 г міді .
Ответы
1.
Можна скористатися законом Джоуля-Ленца:
Q = I^2 * R * t,
де:
Q - кількість виділеної теплоти (в джоулях),
I - сила струму (в амперах),
R - опір (в омах),
t - час (в секундах).
Спочатку переведемо одну хвилину у секунди:
1 хв = 60 с.
Тоді, підставляючи відповідні значення:
Q = (7 А)^2 * 30 Ом * 60 с
= 14700 Дж.
Щоб перевести джоулі в кілоджоулі, поділимо результат на 1000:
Q = 14700 Дж / 1000
= 14.7 кДж.
Отже, кількість виділеної теплоти в електронагрівальному елементі праски протягом 1 хв становить 14.7 кДж.
2.
Можна скористатися наступною формулою:
E = P * t,
де:
E - вартість електроенергії (в гривнях),
P - потужність (в кіловаттах),
t - час (в годинах).
Спочатку знайдемо потужність праски, використовуючи формулу:
P = V * I,
де:
V - напруга (в вольтах),
I - сила струму (в амперах).
Підставляємо відповідні значення:
P = 220 В * 2 А
= 440 Вт.
Тепер можемо розрахувати вартість електроенергії:
E = 0.440 кВт * 2 год * 1.68 коп/кВт·год
= 1.4784 грн.
Отже, вартість електроенергії, спожитої праскою протягом 2 годин, становить 1.4784 грн.
3.
Можна скористатися формулою:
Q = I * t,
де:
Q - кількість речовини, що виділилась на катоді (в кулон-секундах або кулонів),
I - сила струму (в амперах),
t - час (в секундах).
Згідно із задачею, на катоді виділилось 15 г міді. Для перетворення маси в кількість речовини використовується формула:
n = m / M,
де:
n - кількість речовини (в молях),
m - маса (в грамах),
M - молярна маса.
Молярна маса міді (Cu) дорівнює 63.55 г/моль.
n = 15 г / 63.55 г/моль
≈ 0.236 моль.
Тепер можна обчислити кількість кулонів, використовуючи формулу:
Q = n * F,
де:
F - число Фарадея (F ≈ 96485 Кл/моль).
Q = 0.236 моль * 96485 Кл/моль
≈ 22804.96 Кл.
Знаючи кількість кулонів і силу стру
му, можна знайти час:
t = Q / I,
де:
t - час (в секундах).
Підставляємо відповідні значення:
t = 22804.96 Кл / 0.002 А
= 11,402,480 сек.
Отже, час проходження процесу електролізу становить 11,402,480 секунд, або приблизно 3172 години і 8 хвилин.