Question

Величина поляризационной емкости клеточной мембраны достигает 2 мкФ на каждый см2 ее поверхности. Определить величину заряда, сосредоточенного на поверхности клетки, если разность потенциалов между внутренней и внешней поверхностями мембраны 90 мВ. Площадь поверхности мембраны 50 мкм2. Сколько ионов находится на поверхности клетки, если все ионы одновалентные?

Answer 1

низнаюб

Answer 2

Добрый день, уважаемый ученик!

Чтобы решить эту задачу, мы воспользуемся формулой, связывающей величину поляризационной емкости, заряд и разность потенциалов:

C = Q / V,

где C - поларизационная емкость, Q - заряд, V - разность потенциалов.

В нашей задаче дана поларизационная емкость клеточной мембраны (C = 2 мкФ/см^2) на каждый см^2 ее поверхности. Нам нужно найти величину заряда (Q), сосредоточенного на поверхности клетки, если разность потенциалов (V) между внутренней и внешней поверхностями мембраны составляет 90 мВ. Площадь поверхности мембраны (S) равна 50 мкм^2.

Для начала переведем единицы измерения в систему СИ:
C = 2 мкФ/см^2 = 2 * 10^-6 Ф / (10^-2 м)^2 = 2 * 10^-6 Ф / 10^-4 м^2 = 2 * 10^-6 Ф / 10^-4 Кл/В = 2 * 10^-6 Кл/В.

Теперь подставим значения в формулу и найдем величину заряда:
Q = C * V = 2 * 10^-6 Кл/В * 90 * 10^-3 В = 180 * 10^-9 Кл.

Ответ: величина заряда, сосредоточенного на поверхности клетки, составляет 180 нКл.

Далее, нам нужно найти количество ионов на поверхности клетки, если все ионы одновалентные. Зная, что 1 кулон заряда содержит примерно 6.242 * 10^18 одновалентных зарядов, мы можем найти количество ионов.

Количество ионов = Q / (заряд 1 иона) = 180 * 10^-9 Кл / (1 * 1.6 * 10^-19 Кл) = 180 * 10^-9 Кл / (1.6 * 10^-19 Кл) = (180 / 1.6) * (10^-9 / 10^-19) = 1125 * 10^10 = 112.5 * 10^11.

Ответ: на поверхности клетки находится около 112.5 * 10^11 одновалентных ионов.

Надеюсь, я смог ясно и подробно объяснить и решить задачу для вас. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!