При столь низкой концентрации молекул углекислого газа так что на одну молекулу углекислого газа приходится 5,56 * 10^5 молекул воды плотность данного раствора с довольно большой точности будет равняться плотности воды = 1000 кг/м³
Отсюда можем найти общую массу вещества содержащийся в бутылке
m = pV
m = 1000 * 0,5 * 10^-3 = 0,5 кг
Также общую массу вещества содержащиеся в бутылке можно выразить как
m = υМ
где M - молярная масса воды ( так как на одну молекулу углекислого газа приходится 5,56 * 10^5 молекул воды )
( M( H20 ) = 2 + 16 = 18 г/моль = 0,018 кг/моль )
m = ( NM ) / Na
где N - количество молекул вещества содержащиеся в бутылке
1. Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения заряда. Заряд после соприкосновения должен быть равен сумме зарядов до соприкосновения. Таким образом, заряд на первом шаре после соприкосновения будет равен 2 нКл + 8 нКл = 10 нКл, а заряд на втором шаре также будет равен 10 нКл.
2. Для определения силы взаимодействия между зарядами нам понадобится использовать закон Кулона. Формула для силы взаимодействия между двумя точечными зарядами:
F = (k * |q1 * q2|) / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - электростатическая постоянная (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды точечных зарядов, r - расстояние между зарядами.
В данном случае у нас есть два заряда по 1 мкКл (1 * 10^-6 Кл) и расстояние между ними 10 см (0.1 м). Подставим значения в формулу:
F = (9 * 10^9 * |1 * 10^-6 * 1 * 10^-6|) / (0.1)^2 = (9 * 10^9 * 1 * 10^-12) / 0.01 = 9 * 10^-3 Н.
Если поместить заряды в воду, то сила взаимодействия зарядов уменьшится, так как вода имеет диэлектрическую проницаемость. Диэлектрическая проницаемость воды обычно принимается равной примерно 80. Формула для силы взаимодействия зарядов в среде с диэлектрической проницаемостью:
F = (k * |q1 * q2|) / (r^2 * ε),
где ε - диэлектрическая проницаемость среды.
Подставим значения и получим:
F = (9 * 10^9 * 1 * 10^-12) / (0.01 * 80) = 1.125 * 10^-4 Н.
Таким образом, сила взаимодействия зарядов в воде составляет 1.125 * 10^-4 Н.
3. Для определения расстояния между зарядами, при котором они взаимодействуют с силой 9 мН, мы можем использовать закон Кулона, который мы уже применяли во второй задаче. Формула для расстояния между зарядами:
r = sqrt((k * |q1 * q2|) / F),
где r - расстояние между зарядами, F - сила взаимодействия, k - электростатическая постоянная, q1 и q2 - заряды точечных зарядов.
Подставим значения и решим уравнение:
r = sqrt((9 * 10^9 * 2 * 10^-9 * 5 * 10^-9) / (9 * 10^-3)) = sqrt((90 * 10^-9) / (9 * 10^-3)) = sqrt(10 * 10^-6) = sqrt(10) * 10^-3 м.
Таким образом, расстояние между зарядами равно sqrt(10) * 10^-3 м.
4. Для вычисления силы, с которой заряды q1 = 2 * 10^-10 Кл и q2 = -10^-9 Кл, расположенные на расстоянии 1 м, действуют на заряд q = 9 * 10^-10 Кл, помещенный посередине между ними, мы можем использовать закон Кулона. Формула для силы взаимодействия зарядов:
F = (k * |q1 * q2|) / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - электростатическая постоянная, q1 и q2 - заряды точечных зарядов, r - расстояние между зарядами.
Таким образом, сила, с которой заряды 2 * 10^-10 Кл и -10^-9 Кл, расположенные на расстоянии 1 м, действуют на заряд 9 * 10^-10 Кл, помещенный посередине, составляет 1.8 * 10^-9 Н.
ответ: 2,2 * 10^-6 кг
Объяснение:
При столь низкой концентрации молекул углекислого газа так что на одну молекулу углекислого газа приходится 5,56 * 10^5 молекул воды плотность данного раствора с довольно большой точности будет равняться плотности воды = 1000 кг/м³
Отсюда можем найти общую массу вещества содержащийся в бутылке
m = pV
m = 1000 * 0,5 * 10^-3 = 0,5 кг
Также общую массу вещества содержащиеся в бутылке можно выразить как
m = υМ
где M - молярная масса воды ( так как на одну молекулу углекислого газа приходится 5,56 * 10^5 молекул воды )
( M( H20 ) = 2 + 16 = 18 г/моль = 0,018 кг/моль )
m = ( NM ) / Na
где N - количество молекул вещества содержащиеся в бутылке
N = ( mNa ) / M
N = ( 0,5 * 6,02 * 10²³ ) / 0,018 ≈ 167 * 10²³ = 1,67 * 10^25
В условии сказано что на одну молекулу углекислого газа приходится 5,56 * 10^5 молекул воды , поэтому
N' = N / 5,56 * 10^5
где N' - количество молекул углекислого газа
N' = ( 1,67 * 10^25 ) / ( 5,56 * 10^5 ) ≈ 3 * 10^19
m' = υ'М'
где M' - молярная масса углекислого газа
( M' ( CO2 ) = 12 + 32 = 44 г/моль = 4,4 * 10^-2 кг/моль )
m' = ( N'M' ) / Na
m' = ( 4,4 * 10^-2 * 3 * 10^19 ) / ( 6,02 * 10²³ ) = 2,2 * 10^-6 кг