Як довго тривав процес електролізу сталевої деталі площею 500 см², яку вкрили шаром нікелю товщиною 50 мкм, при силі

Для решения задачи нам нужно использовать формулу для расчета времени электролиза:

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

где \( t \) - время электролиза, \( m \) - масса осажденного вещества, \( Q \) - заряд, проходящий через электролит, \( I \) - сила тока.

У нас даны параметры сталевой детали и никелевого покрытия. Для начала найдем массу осажденного никеля. Мы знаем площадь поверхности детали и толщину покрытия. Площадь можно привести в квадратные метры:

\[ S = 500 \, \text{см}^2 = 0.05 \, \text{м}^2 \]

Толщина покрытия нужно привести в метры:

\[ h = 50 \, \text{мкм} = 0.00005 \, \text{м} \]

Теперь можем найти объем осажденного никеля:

\[ V = S \cdot h = 0.05 \, \text{м}^2 \cdot 0.00005 \, \text{м} = 0.0000025 \, \text{м}^3 \]

Для расчета массы нам потребуется плотность никеля. Пусть плотность никеля равна \( 8900 \, \text{кг/м}^3 \). Тогда массу можем найти по формуле:

\[ m = V \cdot \rho = 0.0000025 \, \text{м}^3 \cdot 8900 \, \text{кг/м}^3 = 0.02225 \, \text{кг} = 22.25 \, \text{г} \]

Теперь, зная массу осажденного вещества, можем рассчитать заряд, проходящий через электролит. Для этого воспользуемся формулой для расчета заряда:

\[ Q = m \cdot z \]

где \( z \) - заряд электрона (\( 1.6 \cdot 10^{-19} \, \text{Кл} \)).

\[ Q = 0.02225 \, \text{кг} \cdot (1.6 \cdot 10^{-19} \, \text{Кл}) = 3.56 \cdot 10^{17} \, \text{Кл} \]

Теперь, зная заряд, можем рассчитать время электролиза. Пусть сила тока равна \( I = 2 \, \text{А} \). Подставим все значения в формулу:

\[ t = \frac{m}{Q \cdot I} = \frac{0.02225 \, \text{кг}}{3.56 \cdot 10^{17} \, \text{Кл} \cdot 2 \, \text{А}} \]

Произведем расчет:

\[ t \approx 3.13 \cdot 10^{-20} \, \text{с} \]

Таким образом, процесс электролиза сталевой детали площадью 500 см² с никелевым покрытием толщиной 50 мкм при силе тока 2 А длится примерно \( 3.13 \cdot 10^{-20} \) секунд.