Thông thường để xử lý, khử khuẩn nước hồ bơi, người ta sử dụng thiết bị lọc và hóa chất xử lý nước như chlorine. Đây là phương pháp phổ biến, dễ thực hiện và khá hiệu quả. Song nhược điểm của nó là nếu sử dụng quá lượng chlorine cho phép sẽ gây nên các phản ứng ngược, ảnh hưởng đến chất lượng nước và sức khỏe người bơi.

Các nhà khoa học đã nghiên cứu và ứng dụng thành công, ứng dụng phương pháp điện phân muối ăn để tạo ra nguồn khí clo để xử lý nước bể bơi. Đây là phương pháp được đánh giá là hiệu quả vượt trội và thân thiện với môi trường so với các phương pháp xử lý nước bằng hóa chất truyền thống.

Quá trình xử lý nước bể bởi bằng điện phân muối ăn là một chu trình hoàn toàn khép kín. Quá trình thực hiện: Hòa tan muối bể bơi vào nước bể bơi rồi để tan sau một ngày. Khởi động hệ thống lọc nước như sau: Bơm nước cần xử lý qua máy điện phân. Tại đây dung dịch nước muối đã trải qua trình điện phân để tạo ra khí clo, khí hiđro và xút. Những sản phẩm không cần thiết cho quá trình làm sạch sẽ được đưa ra ngoài, chỉ có dung dịch nước đã qua xử lý và khí clo được bơm ngược trở lại bể bơi.

Phương trình điện phân nước muối trong máy điện phân là

Đáp án đúng là A

Phương pháp giải

Áp dụng công thức: \({v^2} - v_0^2 = 2as\)

Sử dụng kết hợp định luật II và III Newton.

Lời giải

Sau khi 2 vật rời nhau và giao tốc cùng như nhau nên ta có gia tốc chuyển động của hai vật là:

\(a = \frac{{0 - v_1^2}}{{2{s_1}}} = \frac{{0 - v_2^2}}{{2{s_2}}}\)

\( \Rightarrow \frac{{{v_1}}}{{{v_2}}} = \sqrt {\frac{{{s_1}}}{{{s_2}}}} \)

Áp dụng định luật III Newton ta có: \(\overrightarrow {{F_{21}}} = - \overrightarrow {{F_{12}}} \Rightarrow {m_1}{a_1} = {m_2}{a_2}\)

\( \Rightarrow \frac{{{m_1}}}{{{m_2}}} = \frac{{{a_2}}}{{{a_1}}} = \frac{{{v_2}}}{{{v_1}}} = \sqrt {\frac{{{s_1}}}{{{s_2}}}} \)

\( \Rightarrow \frac{{{s_1}}}{{{s_2}}} = {\left( {\frac{{{m_1}}}{{{m_2}}}} \right)^2} = \frac{1}{4}\)

Đáp án đúng là "34"

Phương pháp giải

Vận dụng công thức tính lực điện.

Vận dụng kiến thức động lực học để xác định các lực tác dụng.

Áp dụng công thức tính quãng đường.

Lời giải

Chọn chiều dương là chiều chuyển động của (e), bỏ qua tác dụng của trọng lực nên:

\( - {F_d} = m{a_1} \Leftrightarrow  - |q|E = m{a_1} \Leftrightarrow  - \frac{{|q|U}}{{md}} =  - 1,{6.10^{14}}\,\,\left( {\;{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}} \right)\)

Quãng đường (e) đi được kể từ t = 0 đến khi dừng lại lần đầu tiên là: \({s_1} =  - \frac{{v_0^2}}{{2{a_1}}} = 3,{2.10^{ - 2}}\,(\;{\rm{m}})\)

Thời gian chuyển động của (e ) ứng với quãng đường s₁ là: \({t_1} = \frac{{ - {v_0}}}{{{a_1}}} = {20.10^{ - 9}}(s)\)

Sau khi dừng lại, (e ) sẽ chuyển động nhanh dần đều ngược chiều đường sức với gia tốc:

\({a_2} =  - {a_1} = 1,{6.10^{14}}\,\,\left( {{\rm{m}}/{{\rm{s}}^2}} \right)\)

khoảng thời gian chuyển động còn lại là: \({t_2} = t - {t_1} = {5.10^{ - 9}}(\;{\rm{s}})\)

Quãng đường đi được trong khoảng thời gian t₂ là: \(\frac{{{a_2}.t_2^2}}{2} = {2.10^{ - 3}}\;{\rm{m}}\)

Tổng quãng đường mà (e) đi được là: \(S = {s_1} + {s_2} = 3,{4.10^{ - 2}}(\;{\rm{m}}) = 3,4(\;{\rm{cm}}) = 34\;{\rm{mm}}\)