Якщо площа поверхні для нікелювання становить 24 см², і сила струму дорівнює 0,15 А, то який час був потрібний
Якщо площа поверхні для нікелювання становить 24 см², і сила струму дорівнює 0,15 А, то який час був потрібний для нікелювання, якщо шар нікелю має товщину 0,4 мм? Використовуючи значення k = 3,04×10⁻⁷ кг/Кл і p = 8900 кг/м³, будь ласка, вкажіть тривалість процесу нікелювання.
Vulkan_7118 8
Для розв"язання цієї задачі, використовуємо формулу для знаходження часу, який потрібен для електролізу:\[t = \frac{m}{I \cdot n \cdot F}\]
де \(t\) - час (в секундах), \(m\) - маса виділеного металу (в кілограмах), \(I\) - сила струму (в амперах), \(n\) - кількість електронів, задібренівших єдину одиницю іонів металу, \(F\) - число Фарадея.
Записати формулу в даних одиницях \(t\) можна так:
\[t = \frac{m}{I \cdot z \cdot F}\]
де \(z\) - число електронів перенесених при формуванні 1 мол іонів металу.
Розглянемо пошагово розв"язання задачі:
1. Знайдемо масу нікелю, виділеного під час нікелювання. Для цього використовуємо формулу:
\[m = V \cdot \rho\]
де \(V\) - об"єм нікелю, виділеного під час нікелювання, а \(\rho\) - щільність нікелю.
Відомо, що площа поверхні для нікелювання становить 24 см², а товщина нікелевого шару дорівнює 0,4 мм. Перетворимо товщину в об"єм:
\[V = S \cdot h\]
де \(S\) - площа поверхні, а \(h\) - товщина шару нікелю.
2. Знаходимо кількість електронів, що переносяться при формуванні 1 моля іонів нікелю. Використовуємо числове значення \(k\) - кулоновської сталої з формули \(F = N \cdot e\), де \(N\) - кількість частинок в 1 молі речовини, а \(e\) - заряд електрона:
\[n = \frac{1}{z}\]
3. Знаходимо число Фарадея \(F\) за даними формули \(F = k \cdot z\). Заміняємо відомі значення з формули на задані умовою величини.
4. Підставляємо отримані значення \(m\), \(I\), \(n\), \(F\) у формулу для часу \(t\) і обчислюємо результат.
На цьому ми маємо всі необхідні кроки для розв"язання задачі. Продовжуючи обчислення, ми отримуємо час, який потрібний для нікелювання.