理论分析表明，若不考虑电解池的能量损失，在电解池上加1.48V电压就可使水分解为氢气和氧气，实际由于各种损失，输入电压高于1.6V，电解池才开始工作。

电解池的效率表达为

输入电压较低时虽然能量利用率较高，但电流小，电解的速率低，通常使电解池输入电压在2V左右。

根据法拉第电解定律，电解生成物的量与输入电量成正比。在标准状态下（温度为0℃，电解池内氢气在1个大气压），设电解电流为I，经过时间t产生的氢气体积（氧气体积为氢气体积的一半）的理论值为

式中，F＝eN；e＝1.602×10－19库仑；N＝6.022×1023　mol－1（阿伏伽德罗常数）。It/2F为产生的氢分子的摩尔（克分子）数，22.4升为标准状态下气体的摩尔体积。

若实验时的摄氏温度为T，所在地区气压为P，根据理想气体状态方程，可对式（4－8）做修正：

式中，P0为标准大气压，自然环境中，大气压受各种因素的影响，如温度和海拔高度等，其中海拔对大气压的影响最为明显。海拔每升高1　000m，大气压下降约10%。

由于水的相对分子质量为18，且每克水的体积为1cm3，故电解池消耗水的体积为

应当指出，式（4－9）、式（4－10）电解池的计算对燃料电池同样适用，只是其中的I代表燃料电池输出电流，V氢气代表燃料消耗量，V水代表电池中水的生成量。

实验过程中，首先确认气水塔水位在水位上限与水位下限之间。将测试仪的恒流源输出端先串联电流表再接入电解池，将电压表并联到电解池两端。

将气水塔输气管止水夹关闭，调节恒流源输出到最大，让电解池迅速产生气体。当气水塔下层的气体低于最低刻度线的时候，打开输气管止水夹，排出下层的空气。如此反复2～3次后，下层的空气基本排尽，剩下的就是纯净的氢气和氧气了。

测量不同的输入电流I（如100mA、200mA、300mA…）下，所对应的输入电压及产生一定体积氢气（如5cm3）所需的时间t。分析在时间t内氢气的产生量与电量It的关系、氢气产生的测量值与理论计算值的关系。若不管输入电压与电流大小，氢气产生量只与电量成正比，且测量值与理论值接近，即验证了法拉第定律。

以上测量内容要求学生自行设计测量步骤、数据表格及分析方法。

需要注意的是，固定电流后先打开气水塔输气管，约1min电解池输出气体稳定后再关闭输气管并立刻开始计时，同时记录刻度初始位置，经过t时间后再记下刻度末位置。