Задание 2 Параграф 92 ГДЗ Мякишев 10 класс (Физика)
Решение #1
Решение #2
ИИ
Разбор
Варианты ответа:
Масса капли m = 0,03 г, молярная масса воды M = 18 г/моль. Число молекул воды в капле:
N = (m/M)Nₐ = (0,03/18) · 6,02 · 10²³ ≈ 10²¹.
В одной молекуле H₂O содержится 10 электронов, поэтому в капле находится примерно 10²² электронов. Передача 1 % электронов создаст на каплях равные по модулю и противоположные заряды:
q = 0,01 · 10²² · 1,6 · 10⁻¹⁹ ≈ 16 Кл.
По закону Кулона при расстоянии r = 1 км = 10³ м:
F = kq²/r² = (9 · 10⁹ · 16²)/(10³)² ≈ 2,3 · 10⁶ Н.
Капли притягивались бы с силой примерно 2,3 · 10⁶ Н.
N = (m/M)Nₐ = (0,03/18) · 6,02 · 10²³ ≈ 10²¹.
В одной молекуле H₂O содержится 10 электронов, поэтому в капле находится примерно 10²² электронов. Передача 1 % электронов создаст на каплях равные по модулю и противоположные заряды:
q = 0,01 · 10²² · 1,6 · 10⁻¹⁹ ≈ 16 Кл.
По закону Кулона при расстоянии r = 1 км = 10³ м:
F = kq²/r² = (9 · 10⁹ · 16²)/(10³)² ≈ 2,3 · 10⁶ Н.
Капли притягивались бы с силой примерно 2,3 · 10⁶ Н.
Удобно воспользоваться постоянной Фарадея Fₐ ≈ 9,65 · 10⁴ Кл/моль. В молекуле воды H₂O имеется 10 электронов, поэтому количество вещества электронов в капле равно
νₑ = 10 · 0,03/18 = 1/60 моль.
Передано 1 % этих электронов:
ν = 0,01 · 1/60 = 1/6000 моль.
Следовательно, модуль заряда каждой капли составит
q = Fₐν ≈ 9,65 · 10⁴/6000 ≈ 16 Кл.
Одна капля получит отрицательный заряд, а другая — такой же по модулю положительный. При r = 1 км = 10³ м сила их притяжения по закону Кулона:
F = kq²/r² ≈ 9 · 10⁹ · 16²/(10³)² ≈ 2,3 · 10⁶ Н.
Таким образом, капли притягивались бы с силой около 2,3 МН.
νₑ = 10 · 0,03/18 = 1/60 моль.
Передано 1 % этих электронов:
ν = 0,01 · 1/60 = 1/6000 моль.
Следовательно, модуль заряда каждой капли составит
q = Fₐν ≈ 9,65 · 10⁴/6000 ≈ 16 Кл.
Одна капля получит отрицательный заряд, а другая — такой же по модулю положительный. При r = 1 км = 10³ м сила их притяжения по закону Кулона:
F = kq²/r² ≈ 9 · 10⁹ · 16²/(10³)² ≈ 2,3 · 10⁶ Н.
Таким образом, капли притягивались бы с силой около 2,3 МН.
Доля переданных электронов создаст заряды противоположных знаков. Их модуль:
q = 0,01 · 10 · (0,03/18) · 6,02 · 10²³ · 1,6 · 10⁻¹⁹ ≈ 16 Кл.
Здесь учтено, что молекула H₂O содержит 10 электронов. Тогда при r = 1000 м:
F = kq²/r² ≈ 9 · 10⁹ · 16²/10⁶ ≈ 2,3 · 10⁶ Н.
Следовательно, капли притягивались бы с силой около 2,3 МН.
q = 0,01 · 10 · (0,03/18) · 6,02 · 10²³ · 1,6 · 10⁻¹⁹ ≈ 16 Кл.
Здесь учтено, что молекула H₂O содержит 10 электронов. Тогда при r = 1000 м:
F = kq²/r² ≈ 9 · 10⁹ · 16²/10⁶ ≈ 2,3 · 10⁶ Н.
Следовательно, капли притягивались бы с силой около 2,3 МН.
Рассмотрим вариант решения задания из учебника
Мякишев, Буховцев 10 класс, Просвещение:
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?
