Каковы затраты электроэнергии при получении 1 кг алюминия, если электролиз ведётся при напряжении 10В а КПД 80%

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для расчета затрат электроэнергии при получении 1 кг алюминия необходимо учитывать потребляемую мощность и время процесса электролиза.

Потребляемая мощность можно рассчитать по формуле: P = U I, где P - потребляемая мощность, U - напряжение, I - сила тока.
Учитывая, что напряжение равно 10 В, при коэффициенте полезного действия 80%, потребляемая мощность будет равна: P = 10 I 0.8 = 8 I (в Вт).

Для проведения электролиза 1 кг алюминия требуется 3,6 кг алюминиевого оксида. Масса молекулы Al2O3 (молекула алюминиевого оксида) равна 102 г/моль, а масса молекулы Al (алюминия) 27 г/моль. Следовательно, молярная масса алюминия равна 27 г/моль + 16 г/моль = 43 г/моль.
То есть, потребляется 3,6/102 = 0,0353 моль алюминиевого оксида.
Учитываем, что на один моль алюминия потребуется два фарада заряда. Тогда на 0,0353 моль алюминия потребуется: 0.0353 моль 2 = 0.0706 фарад электричества.
С учетом коэффициента полезного действия 80%, затраты электроэнергии для производства 1 кг алюминия составят: P = 8 0.0706 3600 (переводим часы в секунды) = 2025 Втс = 0,56 кВт*ч.

Таким образом, затраты электроэнергии для получения 1 кг алюминия составят около 0,56 кВт*ч.