Толщина искусственной фосфолипидной мембраны, которая используется для изучения структуры и функции биологических мембран, достигает l = 6 нм. Вычислите электроёмкость 1 с мембраны, приняв её относительную диэлектрическую проницаемость ε = 3. Сравните полученную электроёмкость с электроёмкостью конденсатора, если расстояние между его пластинами l = 1 мм.

Краткое пояснение:

Пошаговое решение:

1. Шаг 1: Определяем параметры. Дано: толщина мембраны (l_мембраны) = 6 нм, относительная диэлектрическая проницаемость (ε) = 3, расстояние между пластинами конденсатора (l_конденсатора) = 1 мм.
2. Шаг 2: Переводим все величины в СИ.
   l_мембраны = 6 * 10^-9 м.
   l_конденсатора = 1 * 10^-3 м.
3. Шаг 3: Вычисляем электроёмкость мембраны (C_мембраны). Примем площадь мембраны за S. Формула для электроёмкости плоского конденсатора: C = (ε₀ * ε * S) / l, где ε₀ - диэлектрическая постоянная (приблизительно 8.854 * 10^-12 Ф/м).
   C_мембраны = (8.854 * 10^-12 Ф/м * 3 * S) / (6 * 10^-9 м).
4. Шаг 4: Вычисляем электроёмкость конденсатора (C_конденсатора).
   C_конденсатора = (8.854 * 10^-12 Ф/м * 1 * S) / (1 * 10^-3 м). (Диэлектрическая проницаемость воздуха/вакуума принимается равной 1).
5. Шаг 5: Сравниваем полученные электроёмкости. Для этого найдем отношение C_мембраны / C_конденсатора.

Ответ: Сравнение электроёмкостей зависит от площади мембраны S. Без знания площади S невозможно дать числовой ответ. Однако, можно сказать, что электроёмкость мембраны значительно больше электроёмкости конденсатора из-за существенно меньшего расстояния между «пластинами» (в случае мембраны это расстояние между слоями, а не между проводящими поверхностями).