Question

4. При никелирование изделия в течение 1 ч создался слой никеля толщиной l = 0,01 мм. Определите плотность тока (отношение силы тока к площади сечения), если молярная масса никеля М=0,0587 кг / моль, валентность n = 2. Пожалуйста, с подробным решением

Answer 1

Ответ: Снизу

Объяснение:Ответ:

Объяснение:

Дано:

Δt = 1 ч = 3 600 с

h = 0,01 мм = 0,01·10⁻³ м

M = 0,0567 кг/моль

n = 2

F = 96 487 Кл/моль - постоянная Фарадея

ρ = 8 900 кг/м³

______________

j - ?

По закону Фарадея:

m = M·I·Δt / (F·n) (1)

Объем слоя никеля:

V = S·h

или

V = m / ρ

Приравнивая, получим

S·h = m / ρ

S = m / (ρ·h) (2)

Из уравнения (1)

m = M·I·Δt / (F·n)

I = m·F·n/ (M·Δt) (3)

Плотность тока получим, Разделив (3) на (2)

j = I / S = m·F·n·ρ·h / (M·Δt·m) = F·n·ρ·h / (M·Δt)

Подставляя данные, получаем:

j = F·n·ρ·h / (M·Δt) = 96487·2·8900·0,01·10⁻³ / ( 0,0567 ·3600) ≈ 90 А/м²

Answer 2

Для определения плотности тока при никелировании, сначала нам нужно рассчитать количество вещества никеля, которое было использовано в процессе никелирования. Затем мы можем найти количество зарядов, прошедших через проводник (силу тока) и разделить его на площадь сечения, чтобы найти плотность тока.

Для этого нам понадобятся следующие данные:

Толщина слоя никеля (l) = 0,01 мм = 0,01 * 10^(-3) м = 1 * 10^(-5) м Молярная масса никеля (M) = 0,0587 кг/моль Валентность никеля (n) = 2 Время (t) = 1 час = 3600 секунд

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества никеля (n) в слое толщиной l.

Используем формулу:

n = (m) / (M),

где m - масса никеля в слое.

Сначала найдем массу никеля в слое. Толщина слоя (l) равна 1 * 10^(-5) м, а площадь сечения можно считать 1 м^2 (предполагаем, что слой никеля имеет единичную площадь).

m = плотность * объем, где плотность никеля (ρ) = Молярная масса (M) / молярный объем (V_m).

Молярный объем (V_m) можно найти, используя уравнение состояния идеального газа: V_m = RT/P, где R - универсальная газовая постоянная, T - абсолютная температура, P - давление.

Поскольку нам не даны конкретные значения для температуры и давления, мы можем предположить, что никелирование происходит при стандартных условиях (0°C и 1 атмосферное давление).

R = 8,314 Дж/(моль·К) (универсальная газовая постоянная) T = 273 K (0°C в Кельвинах) P = 1 атмосфера = 101325 Па

Теперь можно рассчитать молярный объем:

V_m = (8.314 Дж/(моль·К) * 273 K) / 101325 Па = 0,022414 м^3/моль.

Теперь, рассчитаем массу никеля в слое:

m = (0,0587 кг/моль) / (0,022414 м^3/моль) = 2,6216 кг.

Теперь мы можем рассчитать количество вещества никеля:

n = (2,6216 кг) / (0,0587 кг/моль) ≈ 44,59 моль.

Шаг 2: Рассчитаем силу тока (I), которая переносит данное количество вещества через проводник за время t.

Используем уравнение:

n = I * t / (n * F),

где F - фарад (количество заряда в одном моле электронов), которое равно приблизительно 96485 Кл/моль.

Решим это уравнение относительно I:

I = (n * F) / t.

Подставим известные значения:

I = (44,59 моль * 96485 Кл/моль) / 3600 с = 1190,74 Кл/с (Ампер).

Шаг 3: Рассчитаем плотность тока (J) как отношение силы тока к площади сечения проводника.

J = I / A,

где A - площадь сечения проводника (площадь слоя никеля).

Мы предположили, что площадь сечения равна 1 м^2.

J = 1190,74 Кл/с / 1 м^2 = 1190,74 А/м^2.

Итак, плотность тока в данном процессе никелирования составляет примерно 1190,74 Ампер на квадратный метр.