Question

夏季某日，某地區(qū)距地面一定高度的空中有兩塊相距3km的足夠大的云團(tuán)，受濕氣流影響，兩塊云團(tuán)正在以5m/s的相對速度靠近，不斷與空氣摩擦帶電。設(shè)兩云團(tuán)之間電勢差保持3×10⁹V不變，已知空氣電離的電場強(qiáng)度（即發(fā)生放電時的電場強(qiáng)度）為3×10⁶V/m，云團(tuán)間的電場可視為勻強(qiáng)電場，問：

（1）大約經(jīng)過多長時間，將會發(fā)生放電現(xiàn)象？

（2）在這次放電中，若從一塊云團(tuán)移到另一云團(tuán)的電量為500C，閃電歷時0.01s，求釋放的能量和電荷移動過程中的平均電流強(qiáng)度。

（3）寫出在這次放電中，使空氣中的氮?dú)夂脱鯕庵苯踊�合的化學(xué)方程式。

（4）已知1molO₂和1molN₂化合時要吸收180.7kJ能量，若上述放電發(fā)生時放出的總能量有0.1%用于這一反應(yīng)，那么生成物的物質(zhì)的量是多少？

Answer 1

（1）   400s; 放電 （2）5×10⁴A  （3）N₂+O₂ = 2NO  （4）1.66×10⁴mol

解析:

（1）當(dāng)云團(tuán)相距3km時，其間電場強(qiáng)度

設(shè)經(jīng)過t秒放電，經(jīng)過t秒距離d－vt     t=400s

 （2）閃電放出的能量為=500×3×10⁹ =1.5×10¹²J  平均電流=5×10⁴A 

   （3）N₂+O₂ = 2NO       

   （4）每吸收180.7kJ能生成2molNO，則生成NO的物質(zhì)的量為n(NO)=1.66×10⁴mol