Номер 30.1, страница 215 - гдз по физике 10-11 класс задачник Гельфгат, Генденштейн

Авторы: Гельфгат И. М., Генденштейн Л. Э., Кирик Л. А.
Тип: Задачник
Издательство: Илекса
Год издания: 2008 - 2025
Уровень обучения: профильный
Цвет обложки: красный лупа, парень едет на велосипеде
ISBN: 978-5-89237-252-7
Популярные ГДЗ в 10 классе
Упражнения. 30. Электрический ток в металлах, жидкостях, газах и вакууме. Полупроводники. Постоянный электрический ток. Электродинамика - номер 30.1, страница 215.
№30.1 (с. 215)
Условие. №30.1 (с. 215)
скриншот условия

30.1. Никелирование с помощью электролиза металлической пластинки, имеющей площадь поверхности $S = 48 \text{ см}^2$, продолжалось $t = 4 \text{ ч}$ при силе тока $I = 0,15 \text{ А}$. Найдите толщину $\text{h}$ слоя никеля. Валентность никеля $n = 2$.
☑ 15 мкм.
Решение. Из закона электролиза $m = \frac{M}{eN_A n} \cdot I \cdot \Delta t$ и соотношения $m = \rho V = \rho hS$ получаем $h = \frac{MI\Delta t}{eN_A n \rho S}$.
Решение. №30.1 (с. 215)
30.1. Дано:
Площадь поверхности пластинки, $S = 48 \text{ см}^2$
Время электролиза, $t = 4 \text{ ч}$
Сила тока, $I = 0,15 \text{ А}$
Валентность никеля, $n = 2$
Молярная масса никеля (Ni), $M \approx 58,7 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$
Плотность никеля, $\rho \approx 8900 \text{ кг/м}^3$
Элементарный заряд, $e \approx 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$
Число Авогадро, $N_A \approx 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$
Перевод в систему СИ:
$S = 48 \text{ см}^2 = 48 \cdot (10^{-2} \text{ м})^2 = 48 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2$
$t = 4 \text{ ч} = 4 \cdot 3600 \text{ с} = 14400 \text{ с}$
Найти:
Толщину слоя никеля, $h$.
Решение:
Для решения задачи воспользуемся объединенным законом Фарадея для электролиза. Масса $m$ вещества, выделившегося на электроде, определяется по формуле:
$m = \frac{M \cdot I \cdot t}{n \cdot F}$, где $F$ - постоянная Фарадея.
Постоянную Фарадея можно выразить как произведение числа Авогадро $N_A$ на элементарный заряд $e$: $F = N_A \cdot e$.
Тогда формула для массы примет вид:
$m = \frac{M \cdot I \cdot t}{n \cdot N_A \cdot e}$
С другой стороны, массу слоя никеля можно найти через его объем $V$ и плотность $\rho$. Объем слоя равен произведению его площади $S$ на толщину $h$.
$m = \rho \cdot V = \rho \cdot S \cdot h$
Приравняем оба выражения для массы, чтобы найти толщину слоя $h$:
$\rho \cdot S \cdot h = \frac{M \cdot I \cdot t}{n \cdot N_A \cdot e}$
Выразим из этого уравнения толщину $h$:
$h = \frac{M \cdot I \cdot t}{n \cdot N_A \cdot e \cdot \rho \cdot S}$
Теперь подставим числовые значения в полученную формулу:
$h = \frac{58,7 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль} \cdot 0,15 \text{ А} \cdot 14400 \text{ с}}{2 \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} \cdot 1,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} \cdot 8900 \text{ кг/м}^3 \cdot 48 \cdot 10^{-4} \text{ м}^2}$
Выполним вычисления:
$h \approx \frac{126,792}{8243481,6} \text{ м} \approx 0,00001538 \text{ м}$
Переведем полученное значение в микрометры (1 м = $10^6$ мкм):
$h \approx 1,538 \cdot 10^{-5} \text{ м} = 1,538 \cdot 10^{-5} \cdot 10^6 \text{ мкм} \approx 15,4 \text{ мкм}$
Округляя, получаем значение, указанное в задаче.
Ответ: толщина слоя никеля составляет приблизительно 15 мкм.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10-11 класс, для упражнения номер 30.1 расположенного на странице 215 к задачнику 2008 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №30.1 (с. 215), авторов: Гельфгат (Илья Маркович), Генденштейн (Лев Элевич), Кирик (Леонид Анатольевич), профильный уровень обучения учебного пособия издательства Илекса.