Исходные измерения, размерности и область применимости
Перед использованием «Электролиз: выход продукта, мощность и себестоимость» внесите Сила тока (А) и Напряжение ячейки (В) в единицах, указанных справа от полей. Значения из нескольких лабораторных протоколов сравнивайте только после пересчёта температур, объёмов, массы и количества вещества к единой системе; без этого итог может быть математически вычислен, но физически неверен.
Отдельно проверьте Время электролиза (ч) и Эксплуатационные расходы (₽/ч). Эти величины отвечают за разные элементы расчётной схемы и по-разному влияют на конечный результат. Ограничения диапазонов препятствуют очевидно непригодному вводу, но не подтверждают химическую совместимость веществ, чистоту образцов или корректность пробоподготовки.
Метод расчёта и значение промежуточных показателей
Производительность электролизной ячейки по закону Фарадея с учётом тока, выхода, потерь, напряжения и стоимости энергии. Вычислитель сначала восстанавливает согласованные промежуточные величины из исходных данных, после чего применяет материальный, зарядовый или энергетический баланс либо химическое равновесие. Вклад Сила тока (А) вычисляется отдельно, прежде чем он будет объединён с результатами других полей.
В наборе исходных величин присутствуют Электронов на молекулу продукта (e) и Фарадеевский выход (%). При ручной проверке расчёта полезно пересчитать их вклад с точными дробями, не округляя промежуточные ответы. Особенно осторожно трактуйте нулевые и предельные значения: некоторые процессы в таком режиме перестают описываться обычными линейными приближениями.
Проверка чувствительности параметров и сценарии
Для «Электролиз: выход продукта, мощность и себестоимость» полезно повторить вычисление не только с номинальными данными, но и с реалистичной нижней и верхней оценкой Сила тока (А). В таблице показано, как изменение этого параметра отражается сразу на нескольких показателях. Для остальных переменных аналогичную проверку можно выполнить вручную, оставляя остальные поля неизменными.
Измените Цена электроэнергии (₽/кВт·ч) или Эксплуатационные расходы (₽/ч) и определите, ограничивается ли результат балансом вещества, доступным временем, равновесной концентрацией или заданным выходом. Изменение одного коэффициента иногда почти не влияет на результат, когда ограничение задаёт другой параметр. Это физическая особенность модели, а не причина вводить искусственные поля.
Погрешности, допущения и применение результата
Стационарный ток, неизменное напряжение, отсутствие побочных электродных процессов сверх заданного выхода по току. Результат пригоден для ориентировочной оценки, подбора исходных условий и контроля порядка величины. Он не заменяет лабораторное измерение, проектные расчёты технологического оборудования, анализ безопасности и проверку применимости термодинамических либо кинетических коэффициентов к конкретному веществу.
Сохраните входные значения для «Электролиз: выход продукта, мощность и себестоимость», запишите температуру, давление и методы измерения и сравните рассчитанные показатели с наблюдениями. Если расхождение существенно, проверьте систематическую ошибку пробоподготовки, неоднородность состава, потери, а также согласованность выбранных коэффициентов и условий процесса. При выходе за пределы модели требуется иная физико-химическая постановка.
Формула расчёта
Производительность электролизной ячейки по закону Фарадея с учётом тока, выхода, потерь, напряжения и стоимости энергии. Стационарный ток, неизменное напряжение, отсутствие побочных электродных процессов сверх заданного выхода по току.
Проверенные примеры
current_a=850; voltage_v=3.2; hours=7.5; electrons_z=2; faradaic_eff_pct=91
Переданный заряд, Кл: 2.295e+07; Теоретическое количество, моль: 118.93; Образуется продукта, моль: 108.226; Сырой продукт, кг: 0.218184
current_a=935; voltage_v=3.2; hours=7.5; electrons_z=2; faradaic_eff_pct=91
Переданный заряд, Кл: 2.5245e+07; Теоретическое количество, моль: 130.823; Образуется продукта, моль: 119.049; Сырой продукт, кг: 0.240003
current_a=850; voltage_v=3.2; hours=7.5; electrons_z=2; faradaic_eff_pct=91
Переданный заряд, Кл: 2.295e+07; Теоретическое количество, моль: 118.93; Образуется продукта, моль: 108.226; Сырой продукт, кг: 0.218184
Как пользоваться онлайн-калькулятором
- Введите «Сила тока (А)». Допустимый числовой диапазон: 0.001…1e+07; число участвует в формулах.
- Введите «Напряжение ячейки (В)». Допустимый числовой диапазон: 0.001…1000; число участвует в формулах.
- Введите «Время электролиза (ч)». Допустимый числовой диапазон: 0.001…100000; число участвует в формулах.
- Введите «Электронов на молекулу продукта (e)». Допустимый числовой диапазон: 1…10; число участвует в формулах.
- Введите «Фарадеевский выход (%)». Допустимый числовой диапазон: 0.001…100; число участвует в формулах.
- Введите «Молярная масса продукта (г/моль)». Допустимый числовой диапазон: 0.001…1000; число участвует в формулах.
- Введите «Потери продукта при сборе (%)». Допустимый числовой диапазон: 0…90; число участвует в формулах.
- Введите «КПД источника питания (%)». Допустимый числовой диапазон: 1…100; число участвует в формулах.
- Введите «Цена электроэнергии (₽/кВт·ч)». Допустимый числовой диапазон: 0…10000; число участвует в формулах.
- Введите «Эксплуатационные расходы (₽/ч)». Допустимый числовой диапазон: 0…1e+06; число участвует в формулах.