Какова масса выделенного никеля при никелировании изделия, при котором сила тока в течение первых 15 минут равномерно
Какова масса выделенного никеля при никелировании изделия, при котором сила тока в течение первых 15 минут равномерно возрастает от 0 до 5 А, затем остается постоянной в течение 1 часа и затем равномерно уменьшается до 0 в течение последних 15 минут? Учитывайте, что эквивалент никеля-никель (двухвалентный) составляет 3,04*10^-7, а никеля (трехвалентного) - 2,03*10^-7.
Елисей 22
Для решения данной задачи мы можем использовать уравнение электрохимического эквивалента:\[Q = I \cdot t \cdot Z\]
где
\(Q\) - количество вещества, проведенного через электролит (масса вещества),
\(I\) - сила тока,
\(t\) - время,
\(Z\) - эквивалент электрохимического действия.
Для каждого интервала времени мы будем вычислять отдельный вклад в общую массу никеля.
Первый интервал времени: сила тока возрастает от 0 до 5 А за 15 минут.
Масса никеля, выделенная в течение этого интервала, вычисляется следующим образом:
\[ m_1 = Q_1 \times \text{эквивалент никеля} = I \times t \times Z = 5 \, \text{А} \times \frac{15 \, \text{мин} \times 60 \, \text{с}}{60 \, \text{мин/ч}} \times 3,04 \times 10^{-7} \, \text{г/Кл} \]
Второй интервал времени: сила тока остается постоянной (5 А) в течение 1 часа (60 минут).
Масса никеля, выделенная во время этого интервала, может быть рассчитана по формуле:
\[ m_2 = Q_2 \times \text{эквивалент никеля} = I \times t \times Z = 5 \, \text{А} \times \frac{60 \, \text{мин} \times 60 \, \text{с}}{60 \, \text{мин/ч}} \times 3,04 \times 10^{-7} \, \text{г/Кл} \]
Третий интервал времени: сила тока равномерно уменьшается до 0 на последних 15 минутах.
Масса никеля, выделенная в течение этого интервала, вычисляется следующим образом:
\[ m_3 = Q_3 \times \text{эквивалент никеля} = I \times t \times Z = 5 \, \text{А} \times \frac{15 \, \text{мин} \times 60 \, \text{с}}{60 \, \text{мин/ч}} \times 3,04 \times 10^{-7} \, \text{г/Кл} \]
Теперь, чтобы найти общую массу никеля, выделенную в результате никелирования, мы должны сложить массы, выделенные в каждом из периодов:
\[ \text{Общая масса никеля} = m_1 + m_2 + m_3 \]
Подставим данные:
\[ m_1 = 5 \, \text{А} \times \frac{15 \, \text{мин} \times 60 \, \text{с}}{60 \, \text{мин/ч}} \times 3,04 \times 10^{-7} \, \text{г/Кл} \]
\[ m_2 = 5 \, \text{А} \times \frac{60 \, \text{мин} \times 60 \, \text{с}}{60 \, \text{мин/ч}} \times 3,04 \times 10^{-7} \, \text{г/Кл} \]
\[ m_3 = 5 \, \text{А} \times \frac{15 \, \text{мин} \times 60 \, \text{с}}{60 \, \text{мин/ч}} \times 3,04 \times 10^{-7} \, \text{г/Кл} \]
Теперь сложим все значения, чтобы получить общую массу никеля:
\[ \text{Общая масса никеля} = m_1 + m_2 + m_3 \]
Пожалуйста, выполните нужные вычисления и найдите общую массу выделенного никеля. Если у вас возникнут дополнительные вопросы, пожалуйста, сообщите мне.