1. Як довго треба для того, щоб шар двовалентного нікелю завтовшки 0,03 мм утворився на поверхні виробу

1. Для решения этой задачи нам понадобятся формулы, связанные с электрохимией. Первым делом рассчитаем время, необходимое для образования двуслойного никелевого покрытия толщиной 0,03 мм. Для этого воспользуемся формулой:

\[t = \frac{m}{M} \times \frac{1}{N} \times \frac{z}{F} \times \frac{1}{I}\]

где:
- \(t\) - время образования покрытия (в секундах),
- \(m\) - масса вещества, которое образует покрытие (в килограммах),
- \(M\) - молярная масса вещества (в килограммах на моль),
- \(N\) - количество электронов, участвующих в реакции,
- \(z\) - заряд ионов вещества,
- \(F\) - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль),
- \(I\) - сила тока (в амперах).

Зная, что покрытие образуется из двух валентностей никеля, и их молярные массы составляют соответственно 58,7 г/моль и 58,7 г/моль, заряд ионов никеля равен 2, а постоянная Фарадея равна 96 485 Кл/моль, подставим значения в формулу:

\[t = \frac{0,03 \times 10^{-3}}{58,7 \times 10^{-3} + 58,7 \times 10^{-3}} \times \frac{1}{2} \times \frac{1}{96,485} \times \frac{1}{1,8}\]

После вычисления получим время образования покрытия \(t\).

Однако, для ответа на вторую часть вопроса, нам также понадобится узнать, сколько энергии будет затрачено на этот процесс. Для этого воспользуемся формулой:

\[E = U \times I \times t\]

где:
- \(E\) - энергия (в джоулях),
- \(U\) - напряжение (в вольтах).

Теперь подставим значения и рассчитаем энергию \(E\), которая будет затрачена на процесс образования покрытия.

2. Для решения этой задачи используем формулу, которая связывает энергию, выделенную в результате электролиза, и количество вещества, образованного при этом процессе:

\[E = Q \times U\]

где:
- \(E\) - электрическая энергия (в джоулях),
- \(Q\) - количество затраченного заряда (в кулонах),
- \(U\) - напряжение (в вольтах).

Мы знаем, что 1 кВт·год равняется 3 600 000 Дж, и ККД всей установки составляет 80% (или 0,8). Тогда мы можем рассчитать количество затраченного заряда \(Q\):

\[Q = \frac{E}{U}\]

Зная, что напряжение составляет 5 В, подставим значения и рассчитаем количество алюминия, выделяющегося в результате электролиза.

3. Для решения этой задачи воспользуемся формулой, которая связывает электрическую потехнусть, массу вещества и время:

\[P = \frac{m}{t}\]

где:
- \(P\) - электрическая потужность (в ваттах),
- \(m\) - масса вещества (в граммах),
- \(t\) - время (в секундах).

Мы знаем, что за 20 минут (или 1200 секунд) выделилось 1,98 г меди. Подставим значения в формулу и рассчитаем электрическую потужность \(P\).