1. Какое время t потребуется для создания слоя Zn толщиной d=110 на поверхности детали площадью S=10см^2

Тема: Электролиз и электрохимия

Пояснение:
1. Для решения этой задачи воспользуемся законом Фарадея, который устанавливает, что количество вещества, осажденного на катоде или растворенного на аноде, пропорционально переданному заряду электричества.

Используя формулу, связанную с осаждением металла на аноде, можем записать:

m = k * I * t,

где m - масса осажденного металла на аноде, k - электрохимический эквивалент металла, I - сила тока, t - время.

Переставим формулу и решим её относительно t:

t = m / (k * I).

Подставим известные значения:

m = S * d,
где S - площадь поверхности детали, d - толщина слоя металла.

Таким образом, получаем:

t = (S * d) / (k * I).

2. Для данной задачи используем ту же формулу, что и в предыдущей задаче:

m = k * I * t,

где m - масса осажденного металла на аноде, k - электрохимический эквивалент металла, I - сила тока, t - время.

Также известно, что масса катода увеличилась от m1 до m2.

Подставляя данные в формулу, получаем:

(m2 - m1) = k * I * t.

Переставим формулу и решим её относительно t:

t = (m2 - m1) / (k * I).

3. Для решения этой задачи применим обратную формулу закона Фарадея:

W = U * I * t,

где W - затраты электроэнергии, U - напряжение, I - сила тока, t - время.

Переставим формулу и решим её относительно U:

U = W / (I * t).

Подставим известные значения:

U = W / (I * t) = (37,3 кВтч) / ((2,5 кг) * t).

Пример использования:

1. Задача: Какое время потребуется для создания слоя Zn толщиной d=110 на поверхности детали площадью S=10см^2 при использовании процесса электролиза и силе тока I=2,0A?

Решение:

t = (S * d) / (k * I)

t = (10 см^2 * 110) / (к * 2,0 А)

t = 550 сек

Ответ: Для создания слоя Zn толщиной 110 мкм на поверхности детали площадью 10 см^2 при использовании процесса электролиза и силе тока 2,0 А потребуется 550 секунд.

Совет:
- Перед решением задач по электролизу и электрохимии рекомендуется хорошо изучить законы Фарадея и понять, как они связаны с основными физическими величинами.
- Важно также знать электрохимические эквиваленты различных металлов, чтобы правильно использовать их в формулах.

Практика:
2. Какое значение m1 массы катода было до осаждения металла, если за время при силе тока I=0,5A масса катода увеличилась от m1 до m2=16,20г, и электрохимический эквивалент металла равен k=0,34?