Edits to “Условие”, “Решение”, “Ответ”

emixter edited Jun 24, 2026, 10:13 AM

View solution History

revision #19150 parent #19145 ← older

ru/8.2.30.md +33 −3

		@@ -1,11 +1,41 @@
			### Условие

		−	$8.2.30.$ [Вставьте условие задачи]
		+	$8.2.30.$ При растворении цинка в $\ce{H2SO4}$ выделяется $4,40\cdot10^{5}$ Дж/моль тепла, на выделение меди из $\ce{CuSO4}$ требуется затратить энергии $2,34\cdot10^{5}$ Дж/моль. Казалось бы, ЭДС элемента Даниэля можно рассчитать, приравнивая разность этих значений энергий протекшему заряду, умноженному на ЭДС. Вычислите ЭДС таким образом с точностью до 1 %. Однако истинное значение ЭДС оказывается большим (при нормальной температуре оно равно 1,09 В.). В чем дело? Откуда берется энергия?

			### Решение

		−	asd
		+	Про гальванические элементсы в общем и про элемент Даниэля в частности рекомендую почитать Сивухина т.3 параграф 96. Схема элемента Даниэля показана на рисунке:

		+	![\|250x145, 50%](../../img/8.2.30/8.2.30.gif)
		+
		+	На поверхности цинковой пластины возникает двойной электрический слой:
		+
		+	$$\ce{Zn}\leftrightarrow \ce{Zn^2+}+2e$$
		+
		+	На поверхности медной пластины также возникает двойной электрический слой:
		+
		+	$$\ce{Cu}\leftrightarrow \ce{Cu^2+}+2e$$
		+
		+	Полная реакция в элементе Даниэля имеет вид:
		+
		+	$$\ce{Zn}+\ce{CuSO4}\to \ce{Cu}+\ce{ZnSO4}$$
		+
		+	Энергия, выделяющаяся при замещении одного моля меди цинком:
		+
		+	$$\Delta E=4,40\cdot10^{5}-2,34\cdot10^{5}=2,06\cdot10^{5}\text{ Дж/моль}$$
		+
		+	В данной окислительно-восстановительной реакции переносится 2 моля электронов. Поэтому полный заряд, что переносится:
		+
		+	$$q=2\cdot N_{A}\cdot e=192970\text{ Кл}$$
		+
		+	Приравнивая электрическую работу химической энергии:
		+
		+	$$q\mathscr{E}=\Delta E\Longrightarrow \mathscr{E}=\frac{\Delta E}{q}\approx 1,0675\text{ В}$$
		+
		+	С точностью до 1 % расчетное значение равно $\mathscr{E}= 1,07\text{ В}$.
		+
		+	Истинная ЭДС 1,09 В оказывается больше расчетной по той причине, что элемент Даниэля поглощает тепло из окружающей среды, превращая эту тепловую энергию в дополнительную электрическую работу.
		+
			#### Ответ

		−	~~[Вставьте краткий ответ или результат в рамке]~~
		+	$\mathscr{E}=1,07\text{ В}$. Есть приток тепла от окружающей среды.

	@@ -1,11 +1,41 @@
	### Условие		### Условие

	$8.2.30.$ [Вставьте условие задачи]		$8.2.30.$ При растворении цинка в $\ce{H2SO4}$ выделяется $4,40\cdot10^{5}$ Дж/моль тепла, на выделение меди из $\ce{CuSO4}$ требуется затратить энергии $2,34\cdot10^{5}$ Дж/моль. Казалось бы, ЭДС элемента Даниэля можно рассчитать, приравнивая разность этих значений энергий протекшему заряду, умноженному на ЭДС. Вычислите ЭДС таким образом с точностью до 1 %. Однако истинное значение ЭДС оказывается большим (при нормальной температуре оно равно 1,09 В.). В чем дело? Откуда берется энергия?

	### Решение		### Решение

	asd		Про гальванические элементсы в общем и про элемент Даниэля в частности рекомендую почитать Сивухина т.3 параграф 96. Схема элемента Даниэля показана на рисунке:

			![\|250x145, 50%](../../img/8.2.30/8.2.30.gif)

			На поверхности цинковой пластины возникает двойной электрический слой:

			$$\ce{Zn}\leftrightarrow \ce{Zn^2+}+2e$$

			На поверхности медной пластины также возникает двойной электрический слой:

			$$\ce{Cu}\leftrightarrow \ce{Cu^2+}+2e$$

			Полная реакция в элементе Даниэля имеет вид:

			$$\ce{Zn}+\ce{CuSO4}\to \ce{Cu}+\ce{ZnSO4}$$

			Энергия, выделяющаяся при замещении одного моля меди цинком:

			$$\Delta E=4,40\cdot10^{5}-2,34\cdot10^{5}=2,06\cdot10^{5}\text{ Дж/моль}$$

			В данной окислительно-восстановительной реакции переносится 2 моля электронов. Поэтому полный заряд, что переносится:

			$$q=2\cdot N_{A}\cdot e=192970\text{ Кл}$$

			Приравнивая электрическую работу химической энергии:

			$$q\mathscr{E}=\Delta E\Longrightarrow \mathscr{E}=\frac{\Delta E}{q}\approx 1,0675\text{ В}$$

			С точностью до 1 % расчетное значение равно $\mathscr{E}= 1,07\text{ В}$.

			Истинная ЭДС 1,09 В оказывается больше расчетной по той причине, что элемент Даниэля поглощает тепло из окружающей среды, превращая эту тепловую энергию в дополнительную электрическую работу.

	#### Ответ		#### Ответ

	~~[Вставьте краткий ответ или результат в рамке]~~		$\mathscr{E}=1,07\text{ В}$. Есть приток тепла от окружающей среды.