Як довго тривало нікелювання поверхні площею 24 кв. см, якщо товщина шару нікелю становить 0.4 мм, при силі струму 0.15

Без проблем! Як довго тривало нікелювання поверхні площею 24 кв. см, якщо товщина шару нікелю становить 0.4 мм, при силі струму 0.15 А?

Для вирішення цієї задачі нам потрібно використовувати закон Електролізу, який говорить, що кількість речовини, що виділена або осаджена на електроді, прямо пропорційна кількості електричних зарядів, що протікають через розчин.

Ми можемо обчислити кількість електричних зарядів, використовуючи формулу:

\[Q = I \cdot t,\]

де Q - кількість електричних зарядів, I - сила струму (в амперах) та t - час (в секундах).

Раніше нам було відомо, що товщина шару нікелю становить 0.4 мм, а це дорівнює 0.04 см. Також не забувайте, що ми повинні використовувати одиниці в одних і тих самих системах, отже, змінимо міліметри на сантиметри. Тепер товщина становить 0.04 см.

Площа поверхні становить 24 кв. см. З огляду на це, можна легко обчислити об"єм шару нікелю, використовуючи формулу:

\[V = S \cdot h,\]

де V - об"єм, S - площа поверхні (в см^2) та h - товщина шару (в см).

Отже, об"єм шару нікелю дорівнює:

\[V = 24 \cdot 0.04 = 0.96 \, \text{см}^3.\]

Тепер ми можемо обчислити масу шару нікелю:

\[m = \rho \cdot V,\]

де m - маса (в кг), \(\rho\) - щільність нікелю (в кг/м^3) та V - об"єм (в м^3).

Згідно з нашими вихідними даними, значення \(\rho\) дорівнює 8900 кг/м^3. Змінімо одиниці сантиметрів на метри, отримаємо товщину 0.0004 м.

Тепер можемо обчислити масу шару нікелю:

\[m = 8900 \cdot 0.00096 = 8.544 \, \text{кг}.\]

Тепер, маючи масу шару нікелю та силу струму, ми можемо обчислити кількість електричних зарядів, використовуючи формулу:

\[Q = m / k,\]

де Q - кількість зарядів (в контрах), m - маса речовини (в кг) та k - коефіцієнт електроактивності (в кг/кл).

Згідно з нашими вихідними даними, значення k дорівнює \(3.04 \times 10^{-7}\) кг/кл. Візьмемо масу 8.544 кг.

\[Q = 8.544 / (3.04 \times 10^{-7}) = 28000000 \, \text{контрах}.\]

На останок, перейдемо до розрахунку часу. Відомо, що час дорівнює:

\[t = Q / I,\]

де t - час (в секундах), Q - кількість заряду (в контрах), а I - сила струму (в амперах).

Використовуючи значення Q = 28000000 контрах і I = 0.15 А, ми можемо обчислити час:

\[t = 28000000 / 0.15 = 186666666.67 \, \text{секунд}.\]

Отже, час нікелювання поверхні площею 24 кв. см становить 186666666.67 секунд, або приблизно 3102777.78 хвилин, або приблизно 51712.96 годин, або приблизно 2154.71 днів, або, округливши, близько 5.9 років.