Який буде максимальний вантаж, який зможе підняти повітряна куля, якщо вона заповнена воднем, виділеним

Щоб визначити максимальний вантаж, який зможе підняти повітряна куля, заповнена воднем, від електролізу розчину сірчаної кислоти, потрібно розрахувати кількість виділеного водню за заданим об"ємом та масою.

Спочатку визначимо кількість виділеного водню. За наведеними умовами, кількість електричної енергії, яка була використана для електролізу розчину сірчаної кислоти, становить 2*10^6 кл електрики.

Електрохімічний еквівалент водню в даному завданні дорівнює 0,0104 мг/кл. Це означає, що для виділення 0,0104 мг водню, потрібно використати 1 кл електрики.

Тепер ми можемо визначити кількість виділеного водню. Для цього потрібно помножити кількість електрики на електрохімічний еквівалент водню:

\[Кількість\ виділеного\ водню = 2*10^6 кл * 0,0104 мг/кл\]

Розраховуючи це, отримуємо:

\[Кількість\ виділеного\ водню = 20 800 мг\]

Тепер ми можемо перевести цю масу водню в масу. Знайшовши молярну масу водню, яка становить 2 г/моль, та використовуючи формулу:

\[Маса = Кількість\ молей * Молярна\ маса\]

Ми можемо розрахувати:

\[Маса\ водню = \frac{20 800 мг}{2 г/моль}\]

Розраховуючи це, отримуємо:

\[Маса\ водню = 10 400 моль\]

Тепер ми можемо визначити масу повітряної кулі, яку зможе підняти ця кількість водню. Для цього використовується закон Архімеда:

\[F_{пiдн} = \rho_{п} * V_{в} * g\]

де \(F_{пiдн}\) - максимальний вантаж, \(\rho_{п}\) - густина повітря, \(V_{в}\) - об"єм водню, а \(g\) - прискорення вільного падіння, яке дорівнює 9,8 м/с².

За припущенням, що густина повітря дорівнює 1,2 кг/м³, об"єм водню, який ми визначили, становить 10 400 моль.

Підставляємо ці значення у формулу:

\[F_{пiдн} = 1,2 кг/м³ * 10 400 моль * 9,8 м/с²\]

Розраховуючи це, отримуємо:

\[F_{пiдн} = 123 552 Н\]

Отже, максимальний вантаж, який зможе підняти ця повітряна куля, становить 123 552 Н.