Який період часу потрібен для процесу електролізу кислої води, якщо струм сили 100 а, щоб заповнити кулю-зонд

Для розв"язання цієї задачі нам знадобиться знати електрохімічний еквівалент водню та густину водню. Даними у завданні маємо, що електрохімічний еквівалент водню становить 0,0104 мг/кл, а густина водню 0,09 кг/м³.

Ми можемо використовувати закон Фарадея для розрахунку кількості електролізованої речовини. Закон Фарадея говорить, що кількість речовини, що електролізується, прямо пропорційна кількості електричної енергії, яка пройшла через електроліт.

Ми маємо струм сили 100 А, тому розрахуємо кількість заряду Q, що пройшов через електроліт за певний час. Для цього використовуємо формулу Q = I * t, де I - струм, t - час.

Так як ми хочемо знати час, то можемо переписати формулу так: t = Q / I.

Для обчислення заряду потрібно знати кількість електролізованої речовини. В нашому випадку це водень. Ми знаємо електрохімічний еквівалент водню, який становить 0,0104 мг/кл. Тепер можемо визначити кількість електролізованої речовини (водню) за формулою:

m = E * Eк / G,
де m - маса речовини,
E - електричний заряд (заряд водню або відповідна кількість електричної енергії),
Eк - електрохімічний еквівалент,
G - густина речовини.

У нас є густина водню 0,09 кг/м³, тому можемо підставити ці дані в формулу і знайти масу:

m = 0,0104 мг/кл * Q / (0,09 кг/м³).

Тепер, коли у нас є маса речовини, можемо обчислити час, використовуючи формулу: t = m / (m + M) * 1000,

де m - маса речовини, M - маса вантажу (100 кг).

Застосуємо всі ці формули для розв"язання задачі:

1. Знайдемо електричний заряд Q, пройшовший через електроліт:
Q = I * t = 100 А * t.

2. Знайдемо масу електролізованої речовини (водню):
m = 0,0104 мг/кл * Q / (0,09 кг/м³).

3. Знайдемо час:
t = m / (m + M) * 1000.

Підставимо значення m з другого кроку в третій крок, і ми отримаємо відповідь.