Một con tàu có phần vỏ thép diện tích 1000 m². Để bảo vệ phần vỏ thép này khỏi sự ăn mòn, cần dòng điện có mật độ trung bình là 2,5 mA/m².
1. Trong phương pháp bảo vệ cathode, người ta gắn các khối kẽm lên vỏ thép. Tính khối lượng kẽm cần sử dụng trong một năm (365 ngày) nếu lượng kẽm thất thoát bởi các quá trình khác là 10%.
2. Trong phương pháp bảo vệ sử dụng dòng điện cưỡng bức, điện áp được duy trì là 5 V. Tính điện năng (theo kWh) tiêu thụ trong một năm để bảo vệ phần vỏ tàu ở trên.
3. Đánh giá ưu và nhược điểm của phương pháp bảo vệ cathode và phương pháp sử dụng dòng điện cưỡng bức, từ đó cho biết phạm vi ứng dụng phù hợp của từng phương pháp.
Câu trả lời tốt nhất
(1) I = 1000.2,5 = 2500 mA = 2,5A
mZn tham gia bảo vệ = 65.I.t/(2F) = 26552 gam = 26,552 kg
—> mZn cần dùng = 26,552/90% = 29,5 kg
(2) A = UIt = 394200000 J = 109,5 kWh
(Chú ý 1 kWh = 3600000 J)
(3) Phương pháp bảo vệ cathode:
+ Ưu điểm: bảo vệ liên tục và lâu dài cho các bề mặt kim loại, đặc biệt là trong môi trường ẩm ướt hoặc có tính ăn mòn cao.
+ Nhược điểm: khó lắp đặt, đầu tư ban đầu lớn và cần kiểm tra định kỳ mới hoạt động hiệu quả.
+ Phạm vi ứng dụng: ứng dụng trong các ngành công nghiệp như dầu khí, xây dựng cầu đường, và các công trình ngầm.
Phương pháp dòng điện cưỡng bức:
+ Ưu điểm: dễ lắp đặt và điều chỉnh, chi phí ban đầu thấp, rất thuận tiện trong tình huống khẩn cấp (ví dụ do chưa kịp vận chuyển và che chắn, ta cần bảo vệ ngay một khối máy móc dưới trời mưa)
+ Nhược điểm: Không bảo vệ tốt bằng phương pháp bảo vệ cathode, dễ xảy ra sự cố về điện, ảnh hưởng xấu tới thiết bị nhạy cảm với điện từ trường.
+ Phạm vi ứng dụng: bảo vệ hệ thống điện, tàu thuyền, bảo vệ tạm thời trong tình huống khẩn cấp.