Вопрос:

2. С какой силой взаимодействовали бы две капли воды на расстоянии 1 км, если бы удалось передать одной из капель 1% всех электронов, содержащихся в другой капле массой 0,03 г?

Ответ:

1. Определим количество вещества (воды) в капле: $$n = \frac{m}{M}$$, где m = 0.03 г = 0.00003 кг, M(H₂O) = 18 г/моль = 0.018 кг/моль. $$n = \frac{0.00003 кг}{0.018 кг/моль} = 1.667 * 10^{-6}$$ моль. 2. Определим число молекул воды в капле: $$N = n * N_A$$, где $$N_A$$ - число Авогадро ($$6.022 * 10^{23}$$ моль⁻¹). $$N = 1.667 * 10^{-6} моль * 6.022 * 10^{23} моль^{-1} = 1.0038 * 10^{18}$$ молекул. 3. Определим число электронов в одной молекуле воды (H₂O): Каждый атом водорода имеет 1 электрон, а атом кислорода - 8 электронов. Таким образом, в молекуле воды 2 + 8 = 10 электронов. 4. Определим общее число электронов в капле: $$N_e = N * 10 = 1.0038 * 10^{18} * 10 = 1.0038 * 10^{19}$$ электронов. 5. Вычислим 1% от числа электронов: $$N_{1%} = 0.01 * N_e = 0.01 * 1.0038 * 10^{19} = 1.0038 * 10^{17}$$ электронов. 6. Определим заряд, переданный от одной капли к другой: Заряд одного электрона: $$e = -1.602 * 10^{-19}$$ Кл. Общий переданный заряд: $$q = N_{1%} * e = 1.0038 * 10^{17} * 1.602 * 10^{-19} Кл = 0.1608$$ Кл. 7. Вычислим силу взаимодействия по закону Кулона: $$F = k * \frac{|q_1 * q_2|}{r^2}$$, где k = 9 * 10⁹ Н·м²/Кл², $$q_1 = q_2 = 0.1608$$ Кл, r = 1 км = 1000 м. $$F = 9 * 10^9 * \frac{(0.1608 Кл)^2}{(1000 м)^2} = 9 * 10^9 * \frac{0.02585664}{10^6} Н = 9 * 10^3 * 0.02585664 Н = 232.71$$ Н. Таким образом, сила взаимодействия между каплями равна приблизительно 232.71 Н.
Смотреть решения всех заданий с фото

Похожие