1) На столе имеется источник высокого напряжения (25 кВ), соединенный с шаровым разрядником, свеча и спички. Расстояние между шарами разрядника такое, что искрового пробоя не получается. Как, не изменяя расстояния между шарами, ускорить получение искрового разряда? 2) Каким током нужно производить электролиз подкисленной воды, чтобы полученным водородом наполнить при нормальных условиях воздушный шар с подъемной силой 3,92 Н? Время электролиза 40 суток. Молярную массу воздуха принять равной 0,029 кг/моль, массой оболочки пренебречь.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

1) Для ускорения получения искрового разряда можно увеличить концентрацию газа между шарами разрядника. Для этого можно добавить некоторое количество инертного газа, например аргон, чтобы уменьшить пробочные свойства воздуха.

2) Для расчета необходимого тока для производства электролиза подкисленной воды, необходимо использовать закон Фарадея.
Молярная масса водорода (Н₂) составляет 2 г/моль. Подъемная сила воздушного шара равна разности масс воздуха и водорода, объем которого при нормальных условиях равен 22,4 л/моль (или 0,0224 м³/моль).
Таким образом, масса воздуха в шаре составляет 0,029 кг/моль * 0,0224 м³/моль = 0,0006496 кг.

Масса водорода, необходимая для подъема шара: 0,0006496 кг, а подъемная сила воздушного шара равна 3,92 Н.
Для определения массы водорода, необходимой для этого, можно воспользоваться уравнением подъемной силы:
F = mg, где F - подъемная сила, m - масса воздуха и водорода, g - ускорение свободного падения.

Подставив известные значения уравнения, получаем значение ускорения свободного падения g = F/m = 3,92/0,0006496 = 6037,6 м/с².

Теперь можно найти ток, необходимый для производства этой массы водорода за 40 суток (3456000 сек).
Масса водорода, произведенная при электролизе подкисленной воды, выражается формулой:
m = ItM/nF, где m - масса водорода, I - сила тока, t - время электролиза, M - атомная масса водорода, n - количество электронов, F - постоянная Фарадея.

Подставляя известные значения, получаем:
0,0006496 = It 2 / (296500), откуда выразим силу тока:
I = 0,0006496 2 96500 / (2*3456000) ≈ 0,0091 А.

Таким образом, для производства достаточного количества водорода для заполнения воздушного шара с подъемной силой 3,92 Н, необходимо провести электролиз подкисленной воды силой тока примерно 0,0091 А в течение 40 суток.