Условие задачи:
Никелирование пластинок производится при плотности тока 0,4 А/дм2. С какой скоростью растет толщина слоя никеля?
Задача №7.3.19 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(j=0,4\) А/дм2, \(\upsilon-?\)
Решение задачи:
Запишем объединенный закон Фарадея:
\[m = \frac{1}{F}\frac{M}{n}It\;\;\;\;(1)\]
Здесь \(F\) — число Фарадея, равное 96600 Кл/моль; \(M\) — молярная масса никеля, равная 0,059 кг/моль; \(n\) — валентность никеля, равная 2.
Если изделие некоторой площадью \(S\) покрылось никелем толщиной \(h\), то массу отложившегося никеля очень легко определить по формуле:
\[m = \rho Sh\;\;\;\;(2)\]
Здесь \(\rho\) — плотность никеля, равная 8900 кг/м3.
Ток \(I\) можно выразить как произведение плотности тока \(j\) на площадь изделия \(S\), то есть:
\[I = jS\;\;\;\;(3)\]
Подставим выражения (2) и (3) в формулу (1):
\[\rho Sh = \frac{1}{F}\frac{M}{n}jSt\]
\[\rho h = \frac{1}{F}\frac{M}{n}jt\]
\[h = \frac{{Mjt}}{{\rho Fn}}\]
Поделим обе части полученного равенства на время \(t\), тогда:
\[\frac{h}{t} = \frac{{Mj}}{{\rho Fn}}\]
Отношение толщины слоя никеля \(h\) ко времени электролиза \(t\) и есть искомая скорость \(\upsilon\), с которой растет толщиной слоя никеля:
\[\upsilon = \frac{{Mj}}{{\rho Fn}}\]
Задача решена в общем виде, теперь посчитаем ответ:
\[\upsilon = \frac{{0,059 \cdot 0,4 \cdot {{10}^2}}}{{8900 \cdot 96600 \cdot 2}} = 1,37 \cdot {10^{ — 9}}\;м/с = 1,37\;нм/с\]
Ответ: 1,37 нм/с.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
7.3.18 В ряде производств водород получают электролизом воды. При каком токе, пропускаемом
7.3.20 Электролиз воды ведется при силе тока 2,6 А, причем в течение часа получено 0,5 л кислорода
7.3.21 Сколько электроэнергии надо затратить для получения 2,5 л водорода при температуре 25 C
![](/mark_r_img.png)