Сколько времени потребуется для покрытия поверхности изделия площадью 0,5 м^2 слоем кадмия толщиной до 30 мкм, если

Жужа

56

Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово.

Шаг 1: Найдем объем кадмия, необходимый для покрытия поверхности изделия. Мы можем использовать формулу объема:

\[V = S \cdot d\]

где \(V\) - объем кадмия, \(S\) - площадь поверхности изделия, а \(d\) - толщина слоя кадмия.

Подставим известные значения в формулу:

\[V = 0,5 \, м^2 \cdot 30 \cdot 10^{-6} \, м = 0,015 \, м^3\]

Шаг 2: Найдем массу кадмия, используя его плотность:

\[m = V \cdot \rho\]

где \(m\) - масса кадмия, а \(\rho\) - плотность кадмия.

Подставим значения:

\[m = 0,015 \, м^3 \cdot 8650 \, кг/м^3 = 129,75 \, кг\]

Шаг 3: Теперь мы можем найти время, требуемое для покрытия поверхности изделия, с использованием плотности тока и эффективности процесса.

Рассмотрим уравнение электролиза:

\[Q = I \cdot t\]

где \(Q\) - количество электричества (заряд), \(I\) - плотность тока, а \(t\) - время.

Так как эффективность процесса составляет 0,98, мы можем выразить \(Q\) следующим образом:

\[Q = m \cdot \frac{1}{\text{M}} \cdot \frac{1}{\text{F}} \cdot \text{efficiency}\]

где \(m\) - масса кадмия, \(\text{M}\) - молярная масса кадмия, \(\text{F}\) - постоянная Фарадея, а \(\text{efficiency}\) - эффективность процесса.

Найдем молярную массу кадмия и постоянную Фарадея:

Молярная масса кадмия (Cd) = 112,41 г/моль
Постоянная Фарадея (\(\text{F}\)) = 96485 Кл/моль

Подставим эти значения:

\[Q = 129,75 \, кг \cdot \frac{1}{112,41 \, г/моль} \cdot \frac{1}{96485 \, Кл/моль} \cdot 0,98 = 0,0121 \, Кл\]

Шаг 4: Теперь мы можем найти время (\(t\)) с использованием уравнения электролиза:

\[t = \frac{Q}{I}\]

Подставим известные значения:

\[t = \frac{0,0121 \, Кл}{1,5 \, А/дм^2} = 0,00807 \, с\]

Таким образом, время, необходимое для покрытия поверхности изделия слоем кадмия толщиной до 30 мкм, составляет приблизительно 0,00807 секунды.