Какое количество времени потребуется для проведения электролиза воды, чтобы заполнить шар с подъемной силой

Звёздочка_1308

54

Для решения данной задачи нам необходимо учесть закон Архимеда, который гласит, что поддерживающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость, равна весу вытесненной этим телом жидкости.

Первым шагом найдем массу воды, которая должна быть вытеснена для заполнения шара с подъемной силой 2 кН. Поскольку водород заполняет шар, его масса будет равна подъемной силе в эквивалентах массы (1 эквивалент массы водорода соответствует 1 Кл электрического заряда, а заряд тока равен количеству протекших через цепь зарядов). Таким образом, масса вытесняемой воды будет равна массе водорода.

Масса водорода вычисляется по формуле:
\[m = \frac{Q}{M}\]
где \(m\) - масса водорода, \(Q\) - заряд тока (200 А), \(M\) - эквивалентная масса водорода (1,045 кг/Кл).

Подставляя значения, получаем:
\[m = \frac{200}{1,045} \approx 191.39 \, \text{кг}\]

Теперь найдем объем этой массы воды, зная ее плотность (0,09 кг/м³). Массу можно найти, используя формулу:
\[V = \frac{m}{\rho}\]
где \(V\) - объем, \(m\) - масса воды, \(\rho\) - плотность воды.

Подставляя значения, получаем:
\[V = \frac{191.39}{0.09} \approx 2126.56 \, \text{м³}\]

Теперь можем найти время, необходимое для проведения электролиза, чтобы заполнить шар. Для этого нам понадобится знать скорость электрического тока электролиза (200 А) и массу воды (191.39 кг). Скорость электрического тока можно рассмотреть как количество зарядов, проходящих через цепь в единицу времени. Если мы разделим массу воды на скорость электрического тока, то получим время, необходимое для проведения электролиза.

Получаем:
\[t = \frac{m}{I}\]
где \(t\) - время, \(m\) - масса воды, \(I\) - скорость электрического тока.

Подставляя значения, получаем:
\[t = \frac{191.39}{200} \approx 0.957 \, \text{часа}\]

Итак, время, необходимое для проведения электролиза воды, чтобы заполнить шар с подъемной силой 2 кН водородом, составляет примерно 0.957 часа.