Для никелирования детали площадью 0,3 м2, на деталь требуется нанести слой толщиной 0,08 мм. Плотность никеля равна 8900 кг/м3. Какой ток нужно пустить через электролитическую ванну, чтобы полностью закончить никелирование за 3 часа?
Для решения данной задачи, нам понадобится знание об электрохимическом никелировании и законах электролиза.
Первым шагом, нам нужно вычислить массу никеля, которую нужно нанести на деталь. Масса никеля определяется как произведение площади, толщины и плотности никеля:
Масса никеля = площадь * толщина * плотность = 0,3 м^2 * 0,08 мм * 8900 кг/м^3.
В этом примере, площадь измерена в квадратных метрах и толщина в метрах. Поэтому, чтобы получить массу никеля в килограммах, нам нужно предварительно преобразовать 0,08 мм в метры (1 мм = 0,001 метра).
Теперь мы можем вычислить массу никеля:
Масса никеля = 0,3 м^2 * 0,08 мм * 8900 кг/м^3 = 0,00712 кг.
Второй шаг - определить количество электричества, необходимое для осаждения данной массы никеля. Согласно закону Фарадея, количество электричества пропорционально массе осаждаемого вещества:
Количество электричества = масса никеля / молярная масса никеля.
Молярная масса никеля равна 58,69 г/моль. Поэтому, нам нужно предварительно преобразовать массу никеля из килограммов в граммы.
Количество электричества = (0,00712 кг * 1000 г/кг) / 58,69 г/моль = 121,2 моль.
Третий шаг - определить количество зарядов, необходимых для передачи данного количества электричества. Заряд одного моля электронов равен Фарадеевской константе, которая равна 96500 Кл/моль. Поэтому, количество зарядов можно вычислить следующим образом:
Количество зарядов = количество электричества * 96500 Кл/моль.
Четвертый шаг - вычислить силу тока, необходимую для передачи данного количества зарядов за 3 часа. Сила тока определяется как отношение количества зарядов к времени:
Сила тока = количество зарядов / время.
В этом примере временной интервал измерен в часах, поэтому нужно предварительно преобразовать его в секунды (1 час = 3600 секунд).
Сила тока = 11 693 800 Кл / (3 часа * 3600 секунд) ≈ 1082 А.
Итак, чтобы полностью закончить никелирование за 3 часа, нужно пропустить ток силой около 1082 А через электролитическую ванну.
Первым шагом, нам нужно вычислить массу никеля, которую нужно нанести на деталь. Масса никеля определяется как произведение площади, толщины и плотности никеля:
Масса никеля = площадь * толщина * плотность = 0,3 м^2 * 0,08 мм * 8900 кг/м^3.
В этом примере, площадь измерена в квадратных метрах и толщина в метрах. Поэтому, чтобы получить массу никеля в килограммах, нам нужно предварительно преобразовать 0,08 мм в метры (1 мм = 0,001 метра).
Теперь мы можем вычислить массу никеля:
Масса никеля = 0,3 м^2 * 0,08 мм * 8900 кг/м^3 = 0,00712 кг.
Второй шаг - определить количество электричества, необходимое для осаждения данной массы никеля. Согласно закону Фарадея, количество электричества пропорционально массе осаждаемого вещества:
Количество электричества = масса никеля / молярная масса никеля.
Молярная масса никеля равна 58,69 г/моль. Поэтому, нам нужно предварительно преобразовать массу никеля из килограммов в граммы.
Количество электричества = (0,00712 кг * 1000 г/кг) / 58,69 г/моль = 121,2 моль.
Третий шаг - определить количество зарядов, необходимых для передачи данного количества электричества. Заряд одного моля электронов равен Фарадеевской константе, которая равна 96500 Кл/моль. Поэтому, количество зарядов можно вычислить следующим образом:
Количество зарядов = количество электричества * 96500 Кл/моль.
Количество зарядов = 121,2 моль * 96500 Кл/моль = 11 693 800 Кл.
Четвертый шаг - вычислить силу тока, необходимую для передачи данного количества зарядов за 3 часа. Сила тока определяется как отношение количества зарядов к времени:
Сила тока = количество зарядов / время.
В этом примере временной интервал измерен в часах, поэтому нужно предварительно преобразовать его в секунды (1 час = 3600 секунд).
Сила тока = 11 693 800 Кл / (3 часа * 3600 секунд) ≈ 1082 А.
Итак, чтобы полностью закончить никелирование за 3 часа, нужно пропустить ток силой около 1082 А через электролитическую ванну.