Як довго триватиме електролітичний процес при струмі 100 А, щоб заповнити кулю-зонд воднем, який зможе підняти вантаж

Misticheskiy_Lord

37

Для розрахунку тривалості електролітичного процесу ми використовуємо закон Фарадея. Цей закон стверджує, що кількість речовини, яка виділяється або поглинається при електролізі, пропорційна кількості переданих електричних зарядів. Формула для розрахунку кількості речовини \( n \) при електролізі це \( n = \frac{Q}{F} \), де \( Q \) - кількість електричних зарядів, яка протекла через електроліт, \( F \) - число Фарадея, рівне 96500 Кулона на моль.

У нашому випадку, для заповнення кулі-зонда воднем, нам необхідна кількість водню, яка відповідає масі вантажу 100 кг. Чтривалість електролітичного процесу задаємо у мікросекундах.

1. Крок 1: Розрахунок кількості водню
Для розрахунку кількості водню ми використовуємо відомий факт, що 1 моль водню має масу 2 г. Використовуючи цей факт, ми знаходимо кількість молей водню:

\[
n = \frac{{100 \, \text{кг}}}{{2 \, \text{г/моль}}} = 50 \, 000 \, \text{моль}
\]

2. Крок 2: Розрахунок електричних зарядів
Знаючи кількість молей водню, ми можемо розрахувати кількість електричних зарядів, яка необхідна для виділення даної кількості водню. Використовуючи формулу \( Q = n \cdot F \), виходимо наступне:

\[
Q = 50 \, 000 \, \text{моль} \cdot 96500 \, \text{Кл/моль} = 4 \, 825 \, 000 \, 000 \, \text{Кл}
\]

3. Крок 3: Розрахунок тривалості електролітичного процесу
Тривалість електролітичного процесу можна розрахувати, поділивши кількість зарядів на струм:

\[
t = \frac{Q}{I} = \frac{4 \, 825 \, 000 \, 000 \, \text{Кл}}{100 \, \text{А}} = 48 \, 250 \, 000 \, \text{с}
\]

4. Крок 4: Переведення тривалості в мікросекунди
Наша відповідь дана у секундах, тому ми переведемо її у мікросекунди. Оскільки 1 секунда дорівнює \(10^6\) мікросекундам, ми множимо тривалість в секундах на \(10^6\):

\[
t = 48 \, 250 \, 000 \, \text{с} \cdot 10^6 = 48 \, 250 \, 000 \, 000 \, \text{мкс}
\]

Таким чином, тривалість електролітичного процесу, необхідного для заповнення кулі-зонда воднем, який зможе підняти вантаж вагою 100 кг, становить 48 250 000 000 мікросекунд. Округливши до десятих, отримуємо 48 250 000 000 мікросекунд.