กำลังเตรียมหน้า…
กำลังเปิดห้องทดลอง…
รอสักครู่ ภาพจำลองกำลังโหลด
Electrolytic Cell & Faraday's Law
ชุบทองแดงด้วยไฟฟ้า ถ้ากระแสมากขึ้น ทองแดงจะเกาะมากขึ้นแค่ไหน?
ทำทีละขั้น ทายผลก่อน แล้วลองปรับตัวแปรหลักด้วยตัวเอง
ปรับได้ทุกตัวแปร รวมตัวแปรเพิ่มเติมสำหรับ ม.4–6 แล้วบันทึกผลเปรียบเทียบ
ทุกอย่างในโหมดทดลองอิสระ พร้อมแผนการสอน ใบงาน และเฉลยที่พิมพ์ได้
ภาพเร็วขึ้น 50 เท่า
ค่าที่วัดได้จากการตั้งค่าตอนนี้
กระแสที่ใช้คำนวณ (Effective current)
0.5A
ความหนาแน่นกระแส (Current density)
0.05A/cm²
ประจุที่ผ่าน (Charge)
300C
จำนวนอิเล็กตรอน (Electron amount)
0.00311mol e⁻
ทองแดงตามทฤษฎี (Theoretical Cu deposited)
0.0988g
ทองแดงที่เกาะแคโทด (Cu deposited)
0.0988g
จำนวนอะตอมทองแดงที่เกาะ (Cu atoms)
9.36 × 10²⁰อะตอม
ความคลาดเคลื่อนของมวลแอโนด (Anode error)
0%
มวลแคโทดที่ได้คืนเทียบทฤษฎี (Cathode recovery)
0%
แรงดันแบตเตอรี่ (Nominal battery voltage)
6V
ความต้านทานภายในแบตเตอรี่ (Source internal resistance)
1.4Ω
สรุปผล กระแส 0.5 A นาน 600 s ให้ประจุ Q = 300 C ทองแดงเกาะแคโทด 0.0988 g (ประมาณ 936000000000000000000 อะตอม) ตามกฎของฟาราเดย์
เปรียบเทียบผลแต่ละรอบ0/3
กดบันทึกผล แล้วเปลี่ยนค่า จะเห็นเส้นของแต่ละรอบซ้อนกันบนกราฟ
แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว
แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว
แตะหรือลากบนกราฟเพื่ออ่านค่า หรือกดปุ่มลูกศร ← → เมื่อเลือกกราฟแล้ว
ค่าจากกราฟ มวลทองแดงที่เกาะ vs กระแส (21 จุด)
| กระแส (A) | มวลทองแดง (g) |
|---|---|
| 0 | 0 |
| 0.2 | 0.0395 |
| 0.4 | 0.079 |
| 0.5 | 0.0988 |
| 0.7 | 0.138 |
| 0.9 | 0.178 |
| 1.1 | 0.217 |
| 1.3 | 0.257 |
| 1.5 | 0.296 |
| 1.6 | 0.316 |
| 1.8 | 0.356 |
| 2 | 0.395 |
แสดง 12 จาก 21 แถว (เลือกแถวแบบเว้นระยะเท่ากัน รวมแถวแรกและแถวสุดท้าย)
สิ่งที่แบบจำลองนี้ใช้คิดคำนวณ และสิ่งที่ควรเห็นเมื่อทดลอง
การชุบทองแดงด้วยไฟฟ้า (Cu electroplating)
จุดทองแดงบนจอ (Visual Cu atoms)
0 / 72
1 จุด = มวลคงที่ ไม่ใช่ 1 อะตอม
ความหนาแน่นกระแส (Current density)
0.05 A/cm²
พื้นที่จุ่ม 10 cm²
มวลทองแดงที่เกาะ0 g
สเกลเต็ม 0.0988 g
กระแส 0.5 A นาน 10:00 นาที จะชุบทองแดงได้ 0.0988 g (เส้นประ) กด ▶ เพื่อเริ่มชุบ
ที่ขั้วบวก (แอโนด)
Cu(s) → Cu²⁺ + 2e⁻
อะตอมทองแดงเสียอิเล็กตรอนกลายเป็นไอออนละลายลงในสารละลาย แผ่นทองแดงจึงบางลง
ผ่านวงจร
Q = It
แหล่งจ่ายไฟตรงดันอิเล็กตรอนไปตามสาย กระแสที่วัดได้กับเวลาบอกประจุที่ผ่าน
ที่ขั้วลบ (แคโทด)
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu(s)
ไอออน Cu²⁺ รับอิเล็กตรอน 2 ตัวกลายเป็นอะตอมทองแดงเกาะบนชิ้นงาน
สังเกตและเปรียบเทียบ
แผ่นทองแดงค่อย ๆ บางลง ไอออน Cu²⁺ เคลื่อนไปที่ชิ้นงาน ทองแดงเคลือบทุกด้านของชิ้นงานที่จุ่มในสารละลาย (Cu coats all sides of the workpiece that are under the liquid) และประจุกับมวลเพิ่มตามกระแสจริง
การทดลองเชิงปริมาณในห้องเรียน (Quantitative classroom lab): ใช้ 0.50 M CuSO₄ ขั้ว Cu ทั้งสองข้าง วัดกระแสจริงและพื้นที่จุ่ม ใช้มวลที่แอโนดหายไปเป็นหลักฐานเชิงปริมาณหลัก สำหรับ J = I/A ให้ A เป็นพื้นที่ผิวแคโทดทั้งหมดที่สัมผัสสารละลาย รองรับกรณีวัดจริง 9 mA นาน 40 นาที ค่า 1.47 V บันทึกเป็นสภาวะการทดลอง แต่มวลตามฟาราเดย์ใช้ I และ t
ชิ้นงานสีเงิน (silver-coloured workpiece) ในภาพเป็นภาพเชิงคุณภาพเพื่อให้เห็นการเคลือบผิว ไม่ใช่วัสดุสำหรับชั่งมวลในชุดฟาราเดย์มาตรฐาน
สเกลภาพ: ทองแดง 1 จุดในภาพ (1 visual atom) ≈ 1.30e+19 อะตอมทองแดงจริง (มวลต่อจุดคงที่ 1.37e-3 g) ความหนาของชั้นทองแดงและแถบมวลใช้สเกลคงที่ 0 ถึง 0.0988 g เวลาที่ผ่านไปอย่างเดียวสร้างชั้นทองแดงไม่ได้
ความปลอดภัย: ใช้ 0.50 M CuSO₄ ที่ครูเตรียม สวมแว่นกันสารเคมีกระเด็นและถุงมือ หลีกเลี่ยงการสัมผัสตาและผิวหนัง และทิ้งสารละลายที่มี Cu²⁺ เป็นของเสียสารเคมีตามระเบียบของโรงเรียน