Який час потрібний, щоб отримати шар двовалентного нікелю завтовшки 0,03 мм шляхом нікелювання поверхні виробу?

Schuka

11

Для розрахунку часу, необхідного для нікелювання поверхні виробу, ми можемо скористатися електролізом.

Спочатку давайте знайдемо об"єм нікелю, який буде використаний для нікелювання поверхні виробу. Для цього ми можемо використати площу поверхні виробу та товщину шару нікелю.

\[ V = S \cdot h \]

де \( V \) - об"єм нікелю,
\( S \) - площа поверхні виробу,
\( h \) - товщина шару нікелю.

Замінюючи відомі значення, маємо:

\[ V = 120 \, см^2 \cdot 0.03 \, мм \]

Переведемо площу поверхні виробу з \( см^2 \) в \( м^2 \), помноживши на \( 10^{-4} \):

\[ V = 120 \cdot 10^{-4} \, м^2 \cdot 0.03 \, мм \]

\[ V = 3.6 \cdot 10^{-3} \, м^3 \cdot 0.03 \, мм \]

\[ V = 1.08 \cdot 10^{-4} \, м^3 \]

Тепер, для того щоб знайти кількість електроенергії, необхідної для нікелювання, можна скористатися законом Ома та визначити кількість заряду, що пройшов через розчин.

Закон Ома:

\[ U = I \cdot R \]

де \( U \) - напруга на клемах ванни,
\( I \) - сила струму,
\( R \) - опір розчину.

Перетворюючи формулу, отримуємо:

\[ I = \frac{U}{R} \]

Підставляємо відомі значення:

\[ I = \frac{1.8 \, В}{3.75} \]

\[ I = 0.48 \, А \]

Тепер, знаючи час, необхідний для нікелювання та силу струму, ми можемо визначити кількість заряду:

\[ Q = I \cdot t \]

де \( Q \) - кількість заряду,
\( I \) - сила струму,
\( t \) - час.

Робимо підстановку відомих значень:

\[ Q = 0.48 \, А \cdot t \]

Так як електроенергія \( E \) визначається як кількість заряду \( Q \), помножена на напругу \( U \):

\[ E = Q \cdot U \]

\[ E = 0.48 \, А \cdot t \cdot 1.8 \, В \]

\[ E = 0.864 \, Вт \cdot t \]

Отже, для нікелювання поверхні виробу товщиною 0.03 мм необхідно витратити енергію \( E = 0.864 \, Вт \cdot t \).