2020-06-08
162
Задача2.
Определите суммарный заряд всех протонов, содержащихся в воде объёмом 
см3.
Дано:
см3
Найти:
—?
Решение
Думаем: заряд шарика образуется благодаря наличию на избыточных электронов. Тогда общий заряд можно найти зная количество избыточных электронов:
(1)
Неизвестное количество носителей заряда можно проанализировать исходя из того, что с молекуле воды (
) находится 18 протонов. Если мы узнаем количество молекул воды в заданном объёме, то получим искомое количество.
Количество молекул воды можно узнать исходя из химического количества вещества:
(2)
где 
— количество молекул воды, 
— постоянная Авогадро.
Неизвестное химическое количество вещества можно найти через:
(3)
где 
— масса воды, 
— молярная масса воды.
И наконец, используем наше дано:
(4)
где 
— плотность воды.
Решаем:
Примеры решения задач:
Задача 3.
Металлический шар, заряд которого 
Кл, привели в соприкосновение с точно таким же незаряженным шаром. Какой заряд получил второй шар? Сколько избыточных электронов осталось на первом шаре?
Дано:
Кл
Найти:
—?
—?
Решение
Думаем: ключевой идеей данной задачи является соприкосновение заряженного и незаряженного тела. При этом происходит перераспределение заряда. Оно заканчивается при достижении равенства потенциалов между двумя взаимодействующими зарядами. Таким образом нам нужен потенциал шарика:
(1)
Заряд шарика образуется благодаря наличию на нём избыточных электронов. Тогда общий заряд можно найти зная количество избыточных электронов:
(2)
Решаем: пусть 
— заряды первого и второго шарика после соединения. Тогда при соединении их потенциалы одинаковы и исходя из (1):
(3)
Тогда, при условии равенства радиусов шаров (а они одинаковы), мы получим:
(4)
А т.к. изначально заряд находился изначально на одном шаре, то он поделился пополам:
(5)
Тогда число избыточных электронов исходя из (2):
(6)
Считаем: необходимо вспомнить кучу констант. Заряд электрона 
Кл.
Тогда, исходя из (5):
Кл
А исходя из (6):
шт
Ответ: 
Кл; 
шт.
