Question

Найдите заряд q всех свободных электронов в медной проволоке массой m =1 кг. сравните найденный вами заряд с зарядом земли при- мерно равным q = -0,5*10 в 6 (степен) кл. за какое время t такой же, как найден- ный вами, заряд q проходит через лампочку карманного фонарика при силе тока i = 0,25 а?

Answer 1

1 килограмм меди это 1000/64 ≈ 15.6 молей меди.

В 15.6 молях меди содержится 15.6*Na атомов, и следовательно, 15.6*Na электронов. Или в числах это примерно 93.9*10^23 электронов

Умножим это количество на заряд электрона и получим

Q = -93.9*10^23*1.6*10^(-19) = -1.5*10^6 Кл

В три раза больше заряда Земли.

Время найдем, разделив модуль заряда на силу тока (по определению силы тока)

T = 1.5*10^6/0,25 = 6*10^6 секунд.

Это чуть больше 70 дней

Answer 2

Добрый день! Давайте решим эту задачу поэтапно.

Шаг 1: Найдем заряд q всех свободных электронов в медной проволоке массой m = 1 кг.

Для этого нам понадобится знать формулу, которая связывает заряд, массу и количество свободных электронов в веществе. Формула выглядит так:

q = n * e,

где q - заряд, n - количество свободных электронов, e - элементарный заряд.

Зная, что элементарный заряд равен e = 1.6 * 10 в -19 (степен) Кл, найдем количество свободных электронов в меди. Для этого воспользуемся известной формулой для количества вещества n:

n = m / M,

где m - масса вещества, M - молярная масса.

Молярная масса меди равна M = 63.55 г/моль, а масса проволоки m = 1 кг = 1000 г. Подставляем значения в формулу:

n = 1000 г / 63.55 г/моль ≈ 15.74 моль.

Теперь можем найти заряд:

q = 15.74 моль * 6.25 * 10 в 18 (степен) Кл/моль ≈ 9.84 * 10 в 19 (степен) Кл.

Таким образом, заряд всех свободных электронов в медной проволоке равен приблизительно 9.84 * 10 в 19 (степен) Кл.

Шаг 2: Сравним найденный нами заряд q с зарядом Земли приблизительно равным q = -0,5 * 10 в 6 (степен) Кл.

Заметим, что заряд Земли имеет отрицательное значение, так как Земля имеет избыток отрицательного заряда. Сравнение заряда проводим на основе модуля значений зарядов:

|q| = 9.84 * 10 в 19 (степен) Кл,
|q_земли| = |-0.5 * 10 в 6 (степен) Кл| = 0.5 * 10 в 6 (степен) Кл.

Таким образом, мы видим, что заряд всех свободных электронов в медной проволоке значительно больше заряда Земли.

Шаг 3: Найдем время t, за которое заряд q проходит через лампочку карманного фонарика при силе тока i = 0.25 А.

Для этого воспользуемся формулой, связывающей заряд, силу тока и время:

q = i * t.

Теперь, найдем время:

t = q / i = (9.84 * 10 в 19 (степен) Кл) / (0.25 А) ≈ 3.94 * 10 в 19 (степен) с.

Таким образом, нам понадобится примерно 3.94 * 10 в 19 (степен) секунд, чтобы заряд q пройдет через лампочку карманного фонарика при силе тока i = 0.25 А.

Надеюсь, ответ был понятен! Если у вас возникли дополнительные вопросы, я готов на них ответить.