Calcule o número de quilowatts-hora (kWh) de eletricidade necessários para produzir
de
, se a voltagem aplicada for
. Considere que a eficiencia do processo é de
. (M.M. Al = 27,0 g/mol),
Passo 1
O enunciado pede a energia elétrica em quilowatts-hora necessária para produzir
,kg de alumínio por eletrólise, com tensão aplicada de
,V e eficiência do processo de
. O conteúdo envolvido é a Lei de Faraday (relação carga–massa) e cálculo de energia elétrica, seguido de conversão de joules para kWh.
Passo 2
Calcular o número de mols de alumínio produzido. A massa molar de Al é
,g/mol
,kg/mol. Logo
Passo 3
Pela reação
, são necessários
mols de elétrons para formar
mol de Al. A quantidade de carga elétrica é
onde
,C/mol (constante de Faraday). Assim
Passo 4
A energia elétrica ideal (sem considerar perdas) é
Passo 5
Considerando eficiência de
, a energia fornecida deve ser maior:
Passo 6
Converter joules para quilowatts-hora sabendo que
,J:
Resposta
A energia necessária é aproximadamente
,kWh.