При плотности тока 200 А/м2, какую толщину слоя хрома можно получить за 2 часа хромирования детали?

Физика 11 класс Электролиз плотность тока хромирование детали толщина слоя хрома физика 11 класс время хромирования Новый

Чтобы рассчитать толщину слоя хрома, который можно получить при известной плотности тока и времени хромирования, нужно воспользоваться формулой, которая связывает эти параметры. Давайте разберем шаги решения более подробно.

1. Определим основные параметры:
   • Плотность тока (j) = 200 А/м²
   • Время (t) = 2 часа = 2 * 3600 секунд = 7200 секунд
   • Электрический заряд (Q) = j * S * t, где S - площадь поверхности, которую хромируют. Мы можем рассмотреть единичную площадь, то есть S = 1 м², чтобы упростить расчеты.
2. Расчет электрического заряда:
   • Q = j * S * t = 200 А/м² * 1 м² * 7200 с = 1,440,000 Кл
3. Определим массу хрома, используя закон Фарадея:
   • Масса (m) хрома, осевшего на детали, определяется по формуле: m = (Q * M) / (n * F), где:
   • M - молярная масса хрома (Cr) ≈ 52 г/моль = 0.052 кг/моль
   • n - количество электронов, участвующих в реакции (для хрома n = 6)
   • F - постоянная Фарадея ≈ 96485 Кл/моль
   • Теперь подставим значения в формулу:
   • m = (1,440,000 Кл * 0.052 кг/моль) / (6 * 96485 Кл/моль) ≈ 1.557 кг
4. Определим объем хрома:
   • Для этого используем плотность хрома, которая составляет примерно 7,19 кг/м³.
   • Объем (V) = m / ρ, где ρ - плотность хрома:
   • V = 1.557 кг / 7,19 кг/м³ ≈ 0.216 м³
5. Наконец, определим толщину слоя хрома:
   • Толщина (d) = V / S = 0.216 м³ / 1 м² = 0.216 м = 216 мм.

Таким образом, при плотности тока 200 А/м² за 2 часа хромирования можно получить слой хрома толщиной примерно 216 мм.