Виктория, задача решается так:
Дано:
Е = 200 В/м
а = 0,5 м
ε0 = 8,85•10*-12 Ф/м
Найти τ
Е = Q / 4•π•ε0•r*2 где: r - расстояние от заряда до точки наблюдения.
Q = τ•L тогда:
Е = τ•L / 4•π•ε0•r*2
Т. к. заряд Q несёт вся проволока, длину которой будем считать бесконечной, то элемент длины dL будет создавать элементарный заряд dE:
dE = [τ / 4•π•ε0•(a/cosα)*2]•dL (1)
dL = (a/cosα)•dα (2)
Подстаавим (2) в (1):
E = 2•∫[от 0 до π/2] [τ / 4•π•ε0•(a/cosα)*2]•(a/cosα)•dα (3) - в силу симметрии берётся удвоенный интеграл [от 0 до π/2], а не от [от -π/2 до π/2].
Преобразуем (3):
E = ∫[от 0 до π/2] [τ / 2•π•ε0•a]•cosα•dα = [τ / 2•π•ε0•a]• ∫[от 0 до π/2]cosα•dα
E = [τ / 2•π•ε0•a]• sinα [от 0 до π/2] = τ / 2•π•ε0•a
Откуда:
τ = 2•π•ε0•a•E
Вычислим:
τ = 2•3,14•8,85•10*-12 Ф/м • 0.5 м • 200 В/м = 5,6•10*-9 Кл/м - ответ.
электронное строение атомов. на внешнем энергетическом уровне атомы щелочных металлов имеют один электрон ns1. поэтому для всех металлов группы ia характерна степень окисления +1.
этим объясняется сходство свойств всех щелочных металлов.
для них (сверху вниз по группе) характерно:
увеличение радиуса атомов;
уменьшение электроотрицательности;
усиление восстановительных, металлических свойств.
нахождение в природе. из щелочных металлов наиболее широко распространены в природе натрий и калий. но из-за высокой активности они встречаются только в виде соединений.
основными источниками натрия и калия являются:
каменная соль (хлорид натрия nacl),
глауберова соль, или мирабилит — декагидрат сульфата натрия na2so4 · 10h2o,
сильвин — хлорид калия kcl,
сильвинит — двойной хлорид калия-натрия kcl ·nacl и др.
соединения лития, рубидия и цезия в природе встречаются значительно реже, поэтому их относят к числу редких и рассеянных.
свойства простых веществ. в твёрдом агрегатном состоянии атомы связаны металлической связью. наличие металлической связи обусловливает общие свойства простых веществ-металлов: металлический блеск, ковкость, пластичность, высокую тепло- и электропроводность.
в свободном виде простые вещества, образованные элементами ia группы — это легкоплавкие металлы серебристо-белого (литий, натрий, калий, рубидий) или золотисто-жёлтого (цезий) цвета, высокой мягкостью и пластичностью.
img1.jpg
наиболее твёрдым является литий, остальные щелочные металлы легко режутся ножом и могут быть раскатаны в фольгу.
только у натрия плотность немного больше единицы ρ=1,01 г/см3, у всех остальных металлов плотность меньше единицы.
свойства. щелочные металлы высокой активностью, реагируя с кислородом и другими неметаллами.
поэтому хранят щелочные металлы под слоем керосина или в запаянных ампулах. они являются сильными восстановителями.
все щелочные металлы активно реагируют с водой, выделяя из неё водород.
пример:
2na+2h2o=2naoh+h2↑.
взаимодействие натрия с водой протекает с выделением большого количества теплоты (т. е. реакция является экзотермической). кусочек натрия, попав в воду, начинает быстро двигаться по её поверхности. под действием выделяющейся теплоты он расплавляется, превращаясь в каплю, которая, взаимодействуя с водой, быстро уменьшается в размерах. если задержать её, прижав стеклянной палочкой к стенке сосуда, капля воспламенится и сгорит ярко-жёлтым пламенем.
получение. металлический натрий в промышленности получают главным образом электролизом расплава хлорида натрия с инертными (графитовыми) .
в расплаве хлорида натрия присутствуют ионы:
nacl⇄na++cl−.
при электролизе
на катоде восстанавливаются катионы na+, а на аноде окисляются анионы cl−:
катод (–): 2na++2e=2na,
анод (+): 2cl−−2e=cl2↑.
суммарное уравнение реакции при электролизе расплава хлорида натрия:
2nacl→2na+cl2↑.