WorksheetsChemie a elektrotechnika
Total questions: 29
Worksheet time: 15mins
Vysvětlete, jaký je rozdíl mezi primárními a sekundárními články a uveďte příklad situace, kdy by bylo vhodné použít každý z nich.
A) Primární články lze dobíjet, sekundární články nelze dobíjet; primární články jsou vhodné pro mobilní telefony, sekundární pro hodinky.
B) Primární články nelze dobíjet, sekundární články lze dobíjet; primární články jsou vhodné pro jednorázové použití (např. dálkové ovladače), sekundární pro opakované použití (např. notebooky).
C) Primární články jsou palivové články, sekundární články jsou galvanické články; primární články se používají v autech, sekundární v domácnostech.
D) Primární články jsou vhodné pro vysoké napětí, sekundární pro nízké napětí; primární články se používají v elektrárnách, sekundární v hračkách.
Navrhněte experiment, kterým byste ověřili vedení elektrického proudu v kapalinách, a popište, jaké výsledky byste očekávali.
A) Použiji dvě kovové elektrody ponořené do destilované vody a očekávám, že proud bude procházet bez problémů.
B) Použiji dvě kovové elektrody ponořené do roztoku soli a očekávám, že proud bude procházet díky iontům v roztoku.
C) Použiji plastové elektrody v oleji a očekávám, že proud bude procházet díky molekulám oleje.
D) Použiji dvě kovové elektrody v čistém alkoholu a očekávám, že proud bude procházet díky elektronům v alkoholu.
Zhodnoťte význam galvanického pokovování v průmyslu a uveďte příklad, kde je tento proces nezbytný.
A) Galvanické pokovování se používá pouze pro dekorativní účely, například na šperky.
B) Galvanické pokovování je důležité pro ochranu kovů před korozí, například při výrobě automobilových dílů.
C) Galvanické pokovování se používá k výrobě plastových výrobků, například lahví.
D) Galvanické pokovování je nezbytné pouze v potravinářském průmyslu, například při balení potravin.
Který experiment by nejlépe ověřil, že elektrolyty vedou elektrický proud díky volným iontům?
Použít vodný roztok soli, připojit elektrody a sledovat průchod proudu.
Použít čistou destilovanou vodu a sledovat, zda vede proud.
Použít kovový drát a měřit jeho odpor.
Použít roztok cukru a sledovat průchod proudu.
Vysvětlete, proč při elektrolýze roztoku kuchyňské soli dochází k vylučování vodíku na katodě a chloru na anodě. Uveďte chemické rovnice a zdůvodněte, proč se tyto prvky vylučují právě na těchto elektrodách.
Vodík a chlor se vylučují na elektrodách, protože jsou v roztoku nejvíce zastoupené prvky.
Vodík se vylučuje na katodě, protože Na+ ionty přijímají elektrony a vzniká Na, zatímco na anodě Cl- ionty odevzdávají elektrony a vzniká Cl2.
Vodík se vylučuje na katodě, protože H2O se redukuje na H2, zatímco na anodě Cl- ionty oxidují na Cl2.
Vodík a chlor se vylučují na elektrodách, protože elektrický proud rozkládá vodu na tyto prvky.
Jaký je význam toho, že ionty na elektrodách odevzdávají svůj náboj a vylučují se jako neutrální atomy nebo molekuly? Uveďte příklad z elektrolýzy roztoku NaCl.
Tímto procesem se zvyšuje elektrická vodivost roztoku.
Tímto procesem vznikají nové sloučeniny v roztoku.
Tímto procesem se ionty mění na neutrální atomy nebo molekuly, které se mohou uvolnit jako plyn nebo se usadit na elektrodě.
Tímto procesem se roztok stává kyselým.
Navrhněte postup, jak byste experimentálně ověřili potenciálový rozdíl Daniellova článku při jednotkových koncentracích roztoků solí. Jaké vybavení a kroky byste použili?
Připravím roztoky ZnSO₄ a CuSO₄ o jednotkové koncentraci, spojím je solným můstkem, vložím Zn a Cu elektrody, připojím voltmetr a odečtu hodnotu potenciálového rozdílu.
Smíchám oba roztoky dohromady, vložím pouze jednu elektrodu a měřím proud.
Použiji pouze destilovanou vodu a měřím napětí mezi dvěma měděnými elektrodami.
Připojím elektrody přímo k voltmetru bez použití solného můstku a roztoků.
Analyzujte graf standardních redoxních potenciálů kovů a vysvětlete, proč je zlato (Au) méně reaktivní než sodík (Na) na základě jejich hodnot redoxního potenciálu.
Zlato má vyšší redoxní potenciál než sodík, což znamená, že je méně ochotné ztrácet elektrony a podléhat oxidaci.
Sodík má vyšší redoxní potenciál než zlato, což znamená, že je méně reaktivní.
Zlato má nižší redoxní potenciál než sodík, což znamená, že je více reaktivní.
Redoxní potenciál neovlivňuje reaktivitu kovů.
Použijte informace z grafu standardních redoxních potenciálů kovů k odůvodnění, proč je stříbro (Ag) vhodné pro výrobu elektrických kontaktů.
Stříbro má vysoký redoxní potenciál, což znamená, že je málo reaktivní a odolné vůči korozi.
Stříbro má nízký redoxní potenciál, což znamená, že je velmi reaktivní.
Stříbro je levné a snadno dostupné.
Stříbro má stejný redoxní potenciál jako železo.
Navrhněte, jak byste pomocí znalosti standardních redoxních potenciálů určili, který kov může vytěsnit jiný kov z roztoku jeho iontů.
Porovnáte jejich E0 a kov s vyšším E0 vytěsní kov s nižším E0.
Porovnáte jejich E0 a kov s nižším E0 vytěsní kov s vyšším E0.
Porovnáte jejich atomové poloměry a větší kov vytěsní menší kov.
Porovnáte jejich hustotu a hustší kov vytěsní méně hustý kov.
Navrhněte, jak by se změnilo napětí baterie, pokud byste spojili čtyři Leclanchéovy články místo tří. Vysvětlete svůj postup.
Napětí by bylo 6 V, protože každý článek má napětí 1,5 V a při sériovém zapojení se napětí sčítá.
Napětí by zůstalo 4,5 V, protože počet článků nemá vliv na celkové napětí.
Napětí by bylo 3 V, protože se napětí článků při sériovém zapojení odečítá.
Napětí by bylo 1,5 V, protože napětí článků se při sériovém zapojení nemění.
Navrhněte, jak by změna koncentrace kyseliny sírové v elektrolytu ovlivnila výkon olověného akumulátoru a jeho hustotu.
Zvýšení koncentrace kyseliny sírové zvýší hustotu elektrolytu a může zvýšit výkon akumulátoru.
Snížení koncentrace kyseliny sírové zvýší výkon akumulátoru.
Koncentrace kyseliny sírové nemá vliv na výkon akumulátoru.
Zvýšení koncentrace kyseliny sírové sníží hustotu elektrolytu.
Zhodnoťte, proč je při nabitém olověném akumulátoru koncentrace kyseliny sírové přibližně 37 % a jaký význam má tato hodnota pro správnou funkci akumulátoru.
Tato koncentrace zajišťuje optimální hustotu elektrolytu pro efektivní chemické reakce.
Tato koncentrace je zvolena kvůli bezpečnosti při manipulaci s akumulátorem.
Tato koncentrace je náhodná a nemá žádný význam.
Tato koncentrace snižuje životnost akumulátoru.
Jaký je význam elektronů (2e–) v chemických rovnicích popisujících nabíjení olověného akumulátoru a jak ovlivňují průběh reakcí na elektrodách?
Elektrony umožňují redoxní reakce, které jsou klíčové pro přeměnu chemické energie na elektrickou.
Elektrony slouží pouze k vyrovnání náboje v elektrolytu.
Elektrony způsobují zahřívání akumulátoru během nabíjení.
Elektrony jsou vedlejším produktem reakcí a nemají vliv na funkci akumulátoru.
Který postup by nejlépe experimentálně ověřil, že na anodě olověného akumulátoru dochází k oxidaci olova na síran olovnatý během vybíjení?
Měřil bych změnu hmotnosti elektrody a analyzoval vzniklý síran olovnatý na povrchu anody.
Měřil bych pouze napětí akumulátoru během vybíjení.
Pozoroval bych změnu barvy elektrolytu bez další analýzy.
Měřil bych teplotu elektrolytu během vybíjení.
Porovnejte chemické reakce probíhající na anodě a katodě olověného akumulátoru při vybíjení. Jaký je význam těchto reakcí pro funkci akumulátoru?
Na anodě probíhá oxidace olova na síran olovnatý, na katodě redukce oxidu olovičitého na síran olovnatý; obě reakce umožňují přeměnu chemické energie na elektrickou.
Na anodě probíhá redukce olova na kovové olovo, na katodě oxidace síranu olovnatého na oxid olovičitý.
Na obou elektrodách probíhá pouze tvorba vody.
Na anodě probíhá tvorba vodíku, na katodě tvorba kyslíku.
Vysvětlete, proč je důležité doplňovat olověný akumulátor pouze destilovanou vodou a nikoli kyselinou. Jaké důsledky by mohlo mít použití kyseliny?
Použití kyseliny může způsobit nevratné poškození akumulátoru a snížení jeho kapacity.
Použití kyseliny zvýší kapacitu akumulátoru.
Použití kyseliny nemá žádný vliv na akumulátor.
Použití kyseliny zlepší vodivost elektrod.
Navrhněte postup, jak byste minimalizovali riziko vzniku sulfatace u olověného akumulátoru při jeho běžném používání v automobilu.
Pravidelně kontrolovat stav nabití akumulátoru a nenechávat ho dlouhodobě vybitý.
Nechat akumulátor často zcela vybít.
Doplňovat akumulátor kyselinou místo vody.
Používat akumulátor pouze v zimě.
Porovnejte hlavní výhody a nevýhody GEL akumulátorů ve srovnání s VRLA - AGM akumulátory a rozhodněte, který typ by byl vhodnější pro použití v prostředí s vysokými teplotami. Své rozhodnutí zdůvodněte.
GEL akumulátory jsou vhodnější, protože lépe snášejí vysoké teploty, i když jejich výkon při nízkých teplotách je nižší.
VRLA - AGM akumulátory jsou vhodnější, protože mají rychlé nabíjení a vysoký okamžitý výkon bez ohledu na teplotu.
GEL akumulátory jsou vhodnější, protože mají nižší pořizovací cenu než AGM.
VRLA - AGM akumulátory jsou vhodnější, protože jsou odolnější vůči hlubokému vybíjení než GEL.
Vyberte, který typ olověného akumulátoru je nejvhodnější pro záložní zdroje a zabezpečovací systémy.
VRLA - AGM akumulátory, protože mají rychlé nabíjení a vysoký okamžitý výkon.
Údržbové (WET) akumulátory, protože mají nízkou pořizovací cenu.
GEL akumulátory, protože jsou vhodné pro cyklický provoz.
Údržbové (WET) akumulátory, protože nevyžadují pravidelné doplňování vody.
Zvažte situaci, kdy je potřeba akumulátor pro cyklický provoz s častým hlubokým vybíjením. Který typ olověného akumulátoru byste doporučili a proč?
GEL akumulátor, protože dobře snáší hluboké vybíjení a je vhodný pro cyklický provoz.
VRLA - AGM akumulátor, protože má vysoký okamžitý výkon.
Údržbový (WET) akumulátor, protože má vysokou energetickou účinnost.
VRLA - AGM akumulátor, protože je hermeticky uzavřený.
Vysvětlete, proč je nutné Ni-Cd akumulátory před použitím nabít, a jaký význam má jejich skladování ve vybitém stavu.
Protože se prodávají ve vybitém stavu, aby se zabránilo ztrátě kvality při dlouhodobém skladování.
Protože nabité akumulátory jsou nebezpečné pro přepravu.
Protože vybitý stav zvyšuje jejich kapacitu.
Protože nabíjení snižuje toxicitu kadmia.
Porovnejte NiMH akumulátory s Ni-Cd akumulátory a vysvětlete, proč jsou NiMH akumulátory považovány za ekologičtější volbu.
Protože mají vyšší napětí a obsahují kadmium.
Protože mají dvojnásobnou kapacitu a neobsahují toxické kadmium.
Protože mají nižší kapacitu a vyšší náklady.
Protože je nelze dobíjet při jakémkoliv stavu vybití.
Porovnejte olověné akumulátory a lithium-iontové baterie z hlediska vhodnosti použití pro fotovoltaiku. Který typ byste doporučili pro náročnější aplikace a proč?
A) Olověné akumulátory, protože mají vyšší energetickou hustotu a delší životnost.
B) Lithium-iontové baterie, protože mají vyšší energetickou hustotu a delší životnost.
C) Olověné akumulátory, protože jsou levnější a mají vyšší účinnost.
D) Vanadiové redoxní baterie, protože mají vysoký počet nabíjecích cyklů.
Vysvětlete, jak byste vypočítali dobu vybíjení automobilového akumulátoru s kapacitou 40 Ah, pokud byste odebírali proud 2 A. Jaký je význam této hodnoty pro praktické použití akumulátoru?
Doba vybíjení je 20 hodin, což znamená, že akumulátor vydrží déle při nižším proudu.
Doba vybíjení je 80 hodin, což znamená, že akumulátor vydrží déle při vyšším proudu.
Doba vybíjení je 2 hodiny, což znamená, že akumulátor vydrží kratší dobu při nižším proudu.
Doba vybíjení je 40 hodin, což znamená, že akumulátor vydrží kratší dobu při vyšším proudu.
Proč je důležité ihned odpojit zátěž po odečtení napětí Uzat při měření vnitřního odporu baterie?
Aby se baterie dále nevybíjela
Aby se zvýšilo napětí baterie
Aby se snížil vnitřní odpor baterie
Aby se zátěž zahřála
Jaký je správný vzorec pro výpočet vnitřního odporu baterie Ri podle uvedeného postupu?
Ri = (U0 - Uzat) / Uzat * Rz
Ri = (Uzat - U0) / Uzat * Rz
Ri = (U0 + Uzat) / Uzat * Rz
Ri = (U0 - Uzat) / Rz * Uzat
Jaké jsou hlavní výhody palivových článků oproti klasickým uhelným elektrárnám z hlediska provozu a emisí? Uveďte konkrétní příklady a vysvětlete jejich význam.
Palivové články mají nízké emise škodlivin, malou poruchovost a téměř nehlučný provoz.
Palivové články mají vysoké emise škodlivin a hlučný provoz.
Uhelné elektrárny mají nižší emise škodlivin než palivové články.
Palivové články jsou méně efektivní než uhelné elektrárny.
Vysvětlete, proč je balancér důležitý pro zachování životnosti a výkonu baterie, a jakým způsobem přispívá k ochraně jednotlivých článků v baterii.
Balancér zajišťuje, že všechny články jsou nabité na stejnou úroveň a zabraňuje přebíjení jednotlivých článků.
Balancér pouze sleduje teplotu baterie.
Balancér řídí proces nabíjení a vybíjení baterie.
Balancér umožňuje komunikaci s jinými systémy.
