История авиации. Россия .Леппих. РАСЧИСЛЕНИЯ2

Метод получения водорода гидролизом из воды уже существовал, но только в лабораториях т.к. само электричество ещё не вышло из лейденской банки. А растворы итальянец Гальвани использовал для получения постоянного тока, а не наоборот,
добывания чего-то из ччего.
Так что - ПОЕХАЛИ!

Как уже было сказано, холодная, концентрированная серная кислота из-за пассивации не взаимодействует с железом. Её нужно разбавлять.
Для 100 г 96% кислоты подсчитаем количество реагирующего в-ва
100г*0,96=96 г

Массовая доля кислоты в зависимости от концентрации г/куб.см при температуре 20 гр.Цельсия
% концентрации плотность г/моль
6 ....................... 1.040
7 ...................... 1.045
8 ...................... 1.052
9 ..................... 1.059
10 ................... 1.066
12 ................... 1.080
14 .................. 1.098
16 ..................... 1.112
18 .................... 1.127
20 ................... 1.143
22 ....................... 1.158
24 ..................... 1.174
26 ......................... 1.190
28 ...........................1.205
30 ......................... 1.224

Количество воды для получения р-ра нужной концентрации
Предположим для 20% потребуется кислоту разбавлять в соотношении 1:4.8

Объем выделяемого газа рассчитывается как произведение количества вещества на молярный объем.
Молярный объем (Vm) любого газа при нормальных условиях (0 гр.Цельсия, 1 атм) равен 22.4 литра/моль

молярная массса атома водорода примерно 1 г/моль
В серной кислоте 2 атома водорода т.е. 2 г/моль ,
1 атом S = 32 г/моль серы и
4 атома O = 64 г/моль воды.
Итого : 98 г/моль.
Для более простого расчета, найдём процент водорода в серной кислоте
2/98 =0.024*100 = 2.04%
для 1 пуда (16кг) 96% кислоты количество активного в-ва

16000 г* 0.96=15360 г самой кислотыы
для 20% =15360*0,2= 3072 г кислоты в 1 пуде

водород= 3072 * 2,04%=62.67 г в 1 пуде

Рассчитаем занимаемый объем
V = Vm*n
где V - объем газа
Vm -молярный объем =22.4 л/кбм
n-молярная масса рассчитываемая как m/M
m масса г.
М -молярная масса г/моль

М(Н2)=2*1 = 2 г/моль
n=62,67 г : 2 г/моль= 31.34 моль
V= 22.4 л/моль * 323 моль= 701,9 л или 0,702 куб.м водорода можно получить из 1 пуда купоросного масла
Нетрудно подсчитать, что из 200-т пудов купоросногомасла. затребованных Леппихом получится 212 кубов газа.


Однако, мы пойдём-другоим путём.

3.ФИЗИКА

Один древний грек, помнится, кричал - Эврика, по-поводу объема воды, которую он выпихнул из ванны.
Он был не первый, которые забывали кран перекрыть (счетчиков-то тогда ещё не было),но самый наблюдательный и
вдумчивый. Впрочем. вероятно, его жена заставила эт воду тряпкой собирать и он, таская наполненной ведро, подсчитал сколько её вылил на пол.
(шутка)
Так или иначе. но его мысль. оформленную в виде : тело. впёрнутое в воду, исторгает на свободу ровно столько же воды, сколь было впёрнуто - туды, было творчески доработано. Другими европейцами, которые,.как известно, не мылись годами, за отсутствием ванн, а баню построить - мозгов не хвтало, ! Додумались они до того, что не все тела тонут, неоторые - плавают по причине того, что на них действет сила. Препятствующая погружению. И назвали её -архимедовой. И, даже. формулу придумали...как побочный эффект от законов сэра Исаака Ньютона.
Т.е. Fарх=q*V*p
где q= 9.81 м/сек*сек
V - объем вытесняемого вещества (равен объему тела, или его части, помещенного в жидкость или газ)
p - плотность единицы объема
Для воздушного шара подъемная сила есть разность плотности воздуха Рвозд и закачанного в баллон газа Ргаз, умноженная на 9.81 и объем газа в шаре т.е. F арх .=9,81м.сек.сек *V куб.м( Рвозд-Ргаз)кг/куб.м

Воот, на этой -то разности плотностей и возникло воздухоплавание, само того не ведая!



F =9.81*0.72куб.м( 1.2939-0.08987)кг/куб.м =9.81*0,702*1.2042=8.29 кг силы (куда-то адо было деть единиы измерений.Придумали новую)
Это из одного пуда серной кислоты при нормальных условиях т.е. 0 градусов Цельсия и 1 атм давлении.
Однако. с повышение температуры плотность газов падает. что приводит к уменьшению подъемной силы. Так, при темпертауре в 20 градусов плотность падает на 9% при этом подъемная сила снижается до 7,73 кг .
(1.205- 0.082)=1.123 * 9.81*0,702=7,73 кг
Для подъема в воздух 5 человек объем шара д.б. как минимум . в 60 раз больше .
Принимая вес 1-го солдата с оружием в 100 кг, получаем
500кг/ 7,73 кг =64,7 {пудов}
Каков был объем малого шара не известно.
Для подъема "управляемой машины" с 40 чел. экипажа и 5.5. тонн груза , без учета веса самой "летучей машины" и при идеальном процессе получения и закачки водорода в баллон.
потребовалось бы ... не буду вас интриговать...
В 1812 г. в России производили чуть более 2700 пудов купоросного масла.
Таким образом, проект был невозможен для реализаии даже в единичном экземпляре.
Что уж говорить про 300 "еростатов".
Даже при сегодняшней технологии получения и доставки к месту полета гелия, всё непросто! Самый большой воздушныйй шар в Европе был построен в 2010 году .
Объем шара 4200 куб.м. Гелий в два раза тяжелее водорода, по этой причине можно считать достаточным для подъема 30чел 2100 куб.м.
Объем "еростата" Леппиха был около 800 куб.м.


Очень старательно запоминаем фамилию, написанную на рисунке - КОВАНЬКО!

Если кому не лень, сами считайте.
Но мой друг детствва, химик от Бога, (многие "кушают" его витамины, сделанный в ю-эс-эй) мне "на пальцах" ...т.е. в ватс-апе, объяснил, с цифрами и формулами, что "еростат" на 400 гребцов в 1812м был утопией. Или, по-научному, ошибкой масштабирования!



Полосы на баллоне, кроме "боевой раскраски "под осу" были и техническим моментом - силовой элемент и "уплотнитель " кусов тафты, пропитываемый составом, ождённым (как наиболее вероятног, "доктором" Шефером. Но про него - отдельно!)

пошив оболочки в Англии XIX в.