生命保障系统是中国空间站实现在轨长期运行的关键,该系统包括电解制氧、水处理、二氧化碳及微量有害气体去除等子系统。
电解制氧技术是目前公认最具合理性的空间站氧气补给技术,利用太阳能电池板供电,电解1L水能产生约620L氧气,可满足1名宇航员一天的需要。水中加入氢氧化钾可提高电解水效率,随技术进步,氢氧化钾逐渐被固体电解质等替代。电解水产生的氢气与宇航员呼出的二氧化碳在催化剂作用下生成水和甲烷,水可循环使用。
水处理系统主要是将水蒸气、汗液、尿液和生活废水等进行处理,其过程包括净化、低压(10kP左右)蒸馏和冷凝。经过该系统处理的水达到饮用水标准,且水的回收率达80%以上,回收的水用于宇航员生活用水和电解制氧。
(1)电解制氧时,电池板的能量转化形式:
(2)电解水产生氢气和氧气的体积比理论上为
(3)氢氧化钾可提高电解水效率,因为其溶于水产生自由移动的
(4)空间站中,氢气与二氧化碳在催化剂作用下反应的化学方程式为
(5)水蒸馏时,减小压强可使水的沸点
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y = sin x, x∈R, y∈[–1,1],周期为2π,函数图像以 x = (π/2) + kπ 为对称轴
y = arcsin x, x∈[–1,1], y∈[–π/2,π/2]
sin x = 0 ←→ arcsin x = 0
sin x = 1/2 ←→ arcsin x = π/6
sin x = √2/2 ←→ arcsin x = π/4
sin x = 1 ←→ arcsin x = π/2
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