За сколько времени полностью истощится медный анод размером 100х50х2мм (в объеме), если ток в электролизной ванне

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые данные о меди и процессе электролиза. Перед тем как перейти к решению, давайте рассмотрим некоторую теорию.

Во время электролиза, анод (положительный электрод) покрывается слоем вещества, которое используется в процессе. В данном случае, анод - это медная пластина, и в процессе электролиза на поверхности анода будет образовываться слой меди, который со временем будет истощаться и уменьшаться.

Теперь давайте перейдем к решению задачи. У нас есть размеры анода: ширина (100 мм), высота (50 мм) и толщина (2 мм). Для нахождения объема анода умножим эти три размера: 100 мм * 50 мм * 2 мм = 10000 мм³.

Далее, нам дан ток в электролизной ванне - 3.0 ампера. Ток представляет собой количество заряда, проходящего через анод за единицу времени.

Для решения задачи, нам необходимо знать массу меди, истощенной при прохождении данного количества заряда через анод. Масса меди можно вычислить, зная плотность меди (8,96 г/см³) и объем анода (10000 мм³).

Вычислим массу меди:
масса = плотность * объем = 8,96 г/см³ * 10000 мм³ = 89600 г = 89,6 кг

Теперь мы знаем массу меди, которая будет истощена при прохождении заряда, равного 3.0 ампера.

Теперь осталось узнать время, за которое произойдет эта истощение. Для этого мы должны воспользоваться законом электролиза Фарадея, который гласит: количество вещества, отложившегося на электроде, пропорционально заряду, проходящему через электролит.

Формула выглядит следующим образом:

масса = (заряд * молярная масса) / (число электронов * заряд на один электрон)

Здесь нам известны молярная масса меди (63,55 г/моль), число электронов (6,02 * 10^23 электрона в одной моль) и заряд на один электрон (1,6 * 10^-19 Кл).

Мы уже вычислили массу меди (89,6 кг) и знаем ток (3.0 ампера). Отсюда можно выразить заряд:

заряд = ток * время

Чтобы найти время, нам нужно изменить эту формулу:

время = масса * (число электронов * заряд на один электрон) / (ток * молярная масса)

Подставляя значения:

время = 89,6 кг * (6,02 * 10^23 электрона в одной моль * 1,6 * 10^-19 Кл) / (3.0 ампера * 63,55 г/моль)

После решения данного уравнения мы найдем время, за которое полностью истощится медный анод размером 100х50х2мм при токе в электролизной ванне, равном 3.0 ампера.

Обратите внимание на то, что этот ответ предполагает константный ток в течение всего времени. Если ток временно изменяется или есть другие факторы, могущие влиять на процесс истощения анода, результат может быть отличным от полученного.