Câu hỏi: Công thức tính hiệu suất phản ứng
Lời giải:
Cho phản ứng hóa học: A + B → C
Hiệu suất phản ứng:
- Theo đó,công thức tính hiệu suấtphản ứng được tính như sau:%hiệu suất = [lượng thực tế/ lượng lý thuyết] x 100. Hiệu suất phản ứng 90%, là phản ứng mang lại năng suất 90%, 10% là năng lượng bị bỏ phí và không phản ứng, không thể thu lại hết.
Hoặc cũng có thể tính theo khối lượng:
H = khối lượng thu được thực tế x 100% / khối lượng thu được tính theo phương trình
- Lưu ý là tính hiệu suất theo số mol chất thiếu [theo số mol nhỏ]
- Từ công thức cũng có thể tính được:
nC= nA pứ= [nA ban đầu. H]/100
nA ban đầu cần dùng: nA ban đầu= [nC.100]/H
Công thức tính khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất
- Do hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%, nên lượng chất tham gia thực tế đem vào phản ứng phải hơn nhiều để bù vào sự hao hụt. Sau khi tính khối lượng chất tham gia theo phương trình phản ứng, ta có khối lượng chất tham gia khi có hiệu suất như sau:
Công thức tính khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất
- Vì hiệu suất phản ứng hóa học nhỏ hơn 100% nên khối lượng sản phẩm thực tế thu được sau phản ứng phải nhỏ hơn nhiều sự hao hụt. Sau khi tính toán được khối lượng sản phẩm theo phương trình phản ứng, ta sẽ xác định được khối lượng sản phẩm khi có hiệu suất theo công thức sau:
Bài tập minh họa
Ví dụ1:Nung 0,1 mol Canxi cacbonat thu được 0,08 mol Canxi oxit. Tính hiệu suất phản ứng hóa học xảy ra.
Giải:
CaCO3→ CaO + CO2
Theo phương trình phản ứng nCaCO3= nCaO= 0,08 mol.
Áp dụng công thức tính hiệu suất phản ứng hóa học theo số mol, ta có:
H = [0,08/0,1] x 100 = 80%
Ví dụ 2:Tính khối lượng Natri và thể tích khí Clocần dùng để điều chế 4,68 gam muối Natri Clorua. Cho hiệu suất phản ứng là 80%
Giải:
nNaCl= mNaCl/ MNaCl= 4,68/58,5 = 0,08 [mol]
Phương trình hóa học:2Na + Cl2→ 2NaCl [1]
Theo phương trình hóa học[1] và hiệu suất phản ứng là 80%, ta có:
nNa= 0,08 x 100/80 = 0,1 [mol] => Khối lượng Natri cần dùng là mNa= 0,1 x 23 = 2,3 [g]
nCl2= [0,08 x 100]/2 x 80 = 0,05 [mol] => Thể tích khí Clo cần dùng là VCl2= 0,05 x 22,4 = 1,12 [l]
Ví dụ 3:Cho 19,5 gam kẽm phản ứng với 7 lít khí clo, thu được 36,72 gam muối clorua ZnCl2. Tính hiệu suất của phản ứng.
Giải
Ta có:nZn= 19,5/65 = 0,3 [mol]
nCl2= 7/22,4 = 0,3125 [mol]
nZnCl2= 0,27 [mol]
Phương trình phản ứng: Zn + Cl2→ ZnCl2
Theo phương trình trên ta thấy, nCl2> nZn=> Zn là chất thiếu, nên hiệu suất sẽ tính theo số mol chất thiếu.
=> nZnphản ứng= nZnCl2= 0,27 [mol]
Hiệu suất phản ứng:
H = [số mol Zn phản ứng x 100] /số mol Zn ban đầu = 0,27 x 100/0,3 = 90%
Ví dụ 4:Nung 4,9 g Kali clorat KClO3có xúc tác thu được 2,5 g Kali clorua KCl và khí oxi. Tính hiệu suất của phản ứng.
Giải:
- Vì không biết phản ứng có xảy ra hết hay không nên ta sẽ tính các thông số dựa theo sản phẩm thu được.
nKCl= 2,5/74,5 = 0,034 mol
Phương trình phản ứng:
2KClO3→2KCl + 3O2
Từ phương trình, ta có nKClO3phản ứng = nKCl= 0,034 mol
=> Khối lượng Kali clorat thực tế phản ứng:mKClO3= 0,034.1225 = 4,165 [g]
Vậy hiệu suất phản ứng được xác định là:
H = 4,165/4,9 x 100% = 85%
Ví dụ 5:Tính khối lượng natri và thể tích khí clo [đktc] để điều chế 8,775 g muối natri clorua [NaCl], cho hiệu suất phản ứng là 75%.
Giải
nNaCl= 8,775/ 58,5 = 0,15 mol
2Na + Cl2→2NaCl
Theo phương trình phản ứng, ta có nNa= nNaCl=> mNa lý thuyết= 0,15.23 = 3,45 [g]
nCl2= ½ nNaCl=> VCl2 lý thuyết= 0,075.22,4 = 1,68 [l]
Vì hiệu suất phản ứng là 75% nên ta có:
Khối lượng natri thực tế: mNa thực tế= 3,45 x 100/ 75 = 4,6 [g]
Thể tích khí Clo thức tế: VCl2 thực tế= 1,68 x 100/75 = 2,24 [l]
Trả lời chi tiết, chính xác câu hỏi “Công thức tính hiệu suất của bộ nguồn?” và phần kiến thức tham khảo về Hiệu suất nguồn điện là tài liệu cực hữu dụng bộ môn Vật lí 11 cho các bạn học sinh và các thầy cô giáo tham khảo.
Trả lời câu hỏi: Công thức tính hiệu suất của bộ nguồn?
Trong đó:
+ H là hiệu suất của nguồn điện, có đơn vị %
+ Aichlà điện năng tiêu thụ có ích, là điện năng tiêu thụ trên mạch ngoài, có đơn vị Jun [J];
+ Anglà công của nguồn điện, có đơn vị Jun [J];
+ U là hiệu điện thế trên hai đầu mạch ngoài, có đơn vị vôn [V];
+ ξ là suất điện động của nguồn điện, có đơn vị vôn [V];
+ I là cường độ dòng điện trong toàn mạch, có đơn vị ampe [A];
+ t là thời gian dòng điện chạy trong mạch, có đơn vị giây [s].
Bổ sung kiến thức với Top lời giải vềhiệu suất nguồn điện cácbạn nhé!
Kiến thức tham khảo về Hiệu suất của nguồn điện
1. Khái niệmHiệu suất của nguồn điện
- Mạch điện một chiều đầy đủ gồm có nguồn điện, dây dẫn và các thiết bị tiêu thụ điện như điện trở hay bóng đèn. Phần đoạn mạch điện không chứa nguồn được gọi là mạch ngoài, phần đoạn mạch điện chỉ chứa nguồn gọi là mạch trong.
- Nguồn điện bao giờ cũng có điện trở trong, vì vậy, khi có dòng điện chạy trong mạch thì điện năng do nguồn điện cung cấp sẽ được tiêu thụ ở cả mạch ngoài và ở mạch trong. Công của nguồn điện bằng tổng điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài và ở mạch trong. Trong đó, phần điện năng tiêu thụ ở mạch ngoài là điện năng tiêu thụ có ích, phần điện năng tiêu thụ ở mạch trong là điện năng hao phí.
- Hiệu suất của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho mức độ sử dụng hữu ích điện năng do nguồn điện cung cấp, được tính bằng tỉ số điện năng tiêu thụ có ích và công của nguồn điện, tính theo đơn vị phần trăm.
2. Các công thức tính hiệu suất
a. Công thức tính hiệu suất của máy thu điện
Trong đó
+ E’, r’ là suất phản điện và điện trở trong của máy thu
+ R là điện trở mạch ngoài
b. Công thức tính hiệu suất máy biến áp
Trong đó:
+ η là hiệu suất của máy biến áp
+ P in, P out là công suất vào và ra của máy biến áp
+ P th là hiệu suất tổn hao của máy biến áp
+ P cu, P fe là hiệu suất tổn hao của đồng và sắt
3. Một số lưu ý khi áp dụng công thức tính hiệu suất phản ứng
- Khi tính hiệu suất phản ứng, bạn cần phải xác định đúng các đơn vị như gam, mol,…để đảo bảo phép tính không xảy ra sai sót.
- Hiệu suất của phản ứng luôn nhỏ hơn 100%, nếu như kết quả của bạn lớn hơn 100% nhưng bạn lại chắc chắn phép toán đó không sai thì có thể do sản phẩm của phản ứng đó chưa được tinh khiết.
- Cần phải xác định rõ đâu là hiệu suất phản ứng với đâu là sai số và độ hao phí của phản ứng.
- Hiệu suất % được tính như sau: % hiệu suất = [lượng tt/ lương lt] x100
- Độ hao phí của p/ứng: % hao phí = 100% – % hiệu suất
- Sai số của p/ứng: Sai số pư = lượng lý thuyết – lượng thực thế.
4.Một số bài tập mình họa
Bài 1:Mắc một điện trở 14Ω vào hai cực của một nguồn điện co điện trở trong là 1Ω thì hiệu điện thế giữa hai cực của nguồn là 8,4 V.
a] Tính cường độ dòng điện trong mạch và suất điện động của nguồn.
b] Tính hiệu suất của nguồn điện.
Bài giải:
Bài 2:Một nguồn điện có suất điện động 12 V và điện trở trong 2W. Nối điện trở R vào hai cực của nguồn điện thành mạch kín thì công suất tiêu thụ trên điện trở R bằng 16 W. Tính giá trị của điện trở R và hiệu suất của nguồn.
Bài giải:
Bài3:
a] Mạch kín gồm acquy E = 2,2V cung cấp điện năng cho điện trở mạch ngoài R = 0,5Ω. Hiệu suất của acquy H = 65%. Tính cường độ dòng điện trong mạch.
b] Khi điện trở mạch ngoài thay đổi từ R1= 3Ω đến R2= 10,5Ω thì hiệu suất của acquy tăng gấp đôi. Tính điện trở trong của acquy.
Bài giải: