При электролизе раствора серной кислоты за 50 мин выделилось 0,3 г водорода. Найдите мощность, расходуемую на нагревание электролита, если его сопротивление равно 0,4 Ом.

Чтобы найти мощность, расходуемую на нагревание электролита, необходимо сначала рассчитать ток, который проходит через раствор при электролизе.

Согласно закону Фарадея, при электролизе количество выделенного водорода можно использовать для определения тока. Для водорода (H₂) известно, что 1 моль газа (г) выделяется при 2 Кольцах/Центральных Кольцах (C). Молярная масса водорода составляет 2 г/моль.

Сначала найдем, сколько молей водорода выделилось: \[ n(H_2) = \frac{0,3 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 0,15 \, \text{моль} \]

Теперь находим общее количество электричества, прошедшего через электролит. Для этого подставим величину молей в закон Фарадея: \[ Q = n \cdot F, \] где \( F \) (постоянная Фарадея) равна приблизительно 96500 Кл/моль. \[ Q = 0,15 \, \text{моль} \cdot 96500 \, \text{Кл/моль} = 14475 \, \text{Кл} \]

Теперь можем рассчитать средний ток \( I \) по формуле: \[ I = \frac{Q}{t}, \] где \( t = 50 \, \text{мин} = 50 \cdot 60 = 3000 \, \text{с} \). \[ I = \frac{14475 \, \text{Кл}}{3000 \, \text{с}} = 4,825 \, \text{А} \]

Теперь можем найти мощность, используя закон Ома. Мощность \( P \) при известном сопротивлении \( R \) рассчитывается по формуле: \[ P = I^2 \cdot R, \] где \( R = 0,4 \, \text{Ом} \). \[ P = (4,825)^2 \cdot 0,4 \approx 9,26 \cdot 0,4 = 3,704 \, \text{Вт} \]

Таким образом, мощность, расходуемая на нагревание электролита, составляет приблизительно 3,7 Вт.