Определить запас водорода и кислорода и объём баков необходимых для пилотируемого полёта на Луну. Средняя электрическая мощность 1 кВт, напряжение бортовой сети 27 В, время полёта 7 суток.
Для определения объема баков с водородом и кислородом, необходимых для пилотируемого полета на Луну, сначала найдем количество энергии, которое необходимо для полета.
Сначала найдем количество затраченной электроэнергии за всё время полёта:
Энергия = Мощность Время Энергия = 1 кВт 24 ч/сутки 7 суток Энергия = 168 кВтч
Теперь найдем количество водорода и кислорода, которое необходимо для производства этой энергии. При разложении воды на водород и кислород возникает 286 кДж энергии на моль воды, что эквивалентно 79,4 Вт*ч на моль воды.
Теперь найдем количество молекул воды, необходимых для производства 168 кВт*ч:
Молекулы воды = (168 кВтч) / (79,4 Втч/моль) Молекулы воды = 2113 моль
Так как при электролизе воды расходуется 2 молекулы воды на 1 молекулу кислорода и 2 молекулы воды на 1 молекулу водорода, то для получения 2113 моль водорода и кислорода необходимо использовать 4226 молекул воды.
Теперь найдем массу 4226 молекул воды:
Масса воды = 4226 моль * 18 г/моль Масса воды = 76068 г = 76,068 кг
Так как количество метана, содержащегося в топливном баке, можно определить из расчета массы, то объем бака с водородом и кислородом можно определить исходя из плотности воды 1000 кг/м³:
Объем баков = 76,068 кг / 1000 кг/м² Объем баков = 0,076068 м³ или 76,068 л
Итак, для пилотируемого полета на Луну на 7 суток необходим объем баков с водородом и кислородом объемом примерно 76,068 л.
Для определения объема баков с водородом и кислородом, необходимых для пилотируемого полета на Луну, сначала найдем количество энергии, которое необходимо для полета.
Сначала найдем количество затраченной электроэнергии за всё время полёта:
Энергия = Мощность Время
Энергия = 1 кВт 24 ч/сутки 7 суток
Энергия = 168 кВтч
Теперь найдем количество водорода и кислорода, которое необходимо для производства этой энергии. При разложении воды на водород и кислород возникает 286 кДж энергии на моль воды, что эквивалентно 79,4 Вт*ч на моль воды.
Теперь найдем количество молекул воды, необходимых для производства 168 кВт*ч:
Молекулы воды = (168 кВтч) / (79,4 Втч/моль)
Молекулы воды = 2113 моль
Так как при электролизе воды расходуется 2 молекулы воды на 1 молекулу кислорода и 2 молекулы воды на 1 молекулу водорода, то для получения 2113 моль водорода и кислорода необходимо использовать 4226 молекул воды.
Теперь найдем массу 4226 молекул воды:
Масса воды = 4226 моль * 18 г/моль
Масса воды = 76068 г = 76,068 кг
Так как количество метана, содержащегося в топливном баке, можно определить из расчета массы, то объем бака с водородом и кислородом можно определить исходя из плотности воды 1000 кг/м³:
Объем баков = 76,068 кг / 1000 кг/м²
Объем баков = 0,076068 м³ или 76,068 л
Итак, для пилотируемого полета на Луну на 7 суток необходим объем баков с водородом и кислородом объемом примерно 76,068 л.