Всё, с чем имеет дело физика, относится к материальному миру, так что, обобщённо говоря, можно сказать, что физика изучает изменение положения материи в пространстве и времени. Скорость, с которой движется любая часть материи, непосредственно связана с величиной энергии её движения, а в современной физике установлена неразрывная связь в виде прямой эквивалентности энергии и массы материи. Стало быть, мы должны заключить, что материей является, не только первично интуитивно понятное нам проявление массы, но так же и само пространство и время, в котором движется вся материя. Пространство и время – так же являются видом материи. Итак, основным предметом изучения физики является материя. Что прекрасно описывает и старое название этого предмета – «Материальная Философия», которое стало уступать место новому названию «Физика» только в начале XVIII века. Сделав это обобщение, и осознав его, мы, тем не менее, понимаем, что для нас не менее важно, чем до него, уметь различать всевозможные виды материи.
Электрическое поле – это особый вид материи, порождаемый электрическими зарядами и непреложно сопровождающий их. Элементарный электрический заряд в виде точки порождает элементарное сферически-симметричное электрическое поле. Для визуализации пространственного образа такого поля удобно воспользоваться аналогией с «одуванчиком». Центр цветка в такой аналогии – это точечный заряд, а его тончащие лепестки – это электрическое поле. Любая аналогия страдает недостатками, а поэтому следует сказать, что в реальном элементарном электрическом поле – плотность электрического поля, с удалением от точечного заряда, постепенно уменьшается, но никогда не оказывается равной нулю. Представляемый нами одуванчик имеет окончательную поверхность. А элементарное электрическое поле точечного заряда – истончается, истончается, истончается... но никогда не исчезает полностью, на расстоянии даже в квинтиллионы километров.
Поскольку элементарное сферически-симметричное электрическое поле, порождаемое любым точечным электрическим зарядом, является непреложным, т.е. существует всегда, пока существует заряд, и перестаёт существовать при исчезновении источника поля, то вообще говоря, нет смысла рассматривать в понятийном смысле: электрическое поле отдельно от заряда. Точно так же как нет смысла рассматривать по отдельности понятия положительных и отрицательных чисел – одно не имеет смысла без другого. Поле (электростатическое) существует тогда и только тогда, когда существует электрический заряд, а когда существует электрический заряд – непременно существует и его электрическое поле. Таким образом, нужно понимать, что поле электрического заряда – это его «руки» и «ноги», которые у него отнять невозможно. Так что, если мы видим заряженный металлический шар, то нужно понимать, что кроме того, что мы видим (т.е. шар) существует ещё и его электрическое поле, своими тонкими нитями протирающееся сквозь всё необозримое пространство, включая и нас самих – наблюдателей. Причём у любого электрического поля, как и у любой материи, есть и масса и энергия. Так, скажем, если зарядить металлический шар, размером с дыню до 300 вольт, то его внешнее электрическое поле будет весить около 0.00000000001 нанограмма или 0.00000001 пикограмма, что сравнимо с массой примерно 1000 атомов.
Как же можно «потрогать» это невидимое, всепроникающее электрическое поле и является ли оно таким уж всепроникающим? У человека есть несколько достаточно тонко настроенных и развитых чувств. Однако электрический заряд эти чувства не видят, не слышат, не осязают, а поэтому нам нужно построить некоторую модель восприятия – опыт, в котором мы увидим проявление поля – именно это и подразумевается под словом «потрогать». ответ на этот вопрос, как «потрогать» поле проясняет ещё одну важную особенность электрического поля — его векторный характер. И научиться «трогать» поле – довольно просто. Если у нас уже есть один точечный (ну или сферически-симметричный) электрический заряд, то мы можем догадываться, что он порождает/создаёт (а фактически имеет) вокруг себя элементарное сферически-симметричное электрическое поле. Назовём этот заряд, поле которого мы хотим «потрогать» – центральный заряд (ЦЗ).
Мы знаем, что в одном моле вещества всегда одно и то-же количество молекул. Значит во всех трёх задачах сначала надо найти количество этих самых молей. 1. Всем известно, что молярная масса вещества (то есть это масса одного моля) в граммах численно равна его молекулярной массе. То есть смотрим в таблицу Менделеева на атомную массу хлора, она равна 35. В молекуле хлора два атома, значит его молекулярная масса равна 35*2=70. Если к этому числу дописать слово "грамм", то получим массу одного моля хлора в граммах (молярную массу) M=70 г/моль. В задаче имеется 15 г хлора, значит это равно N=15/70 моль хлора. Теперь умножим количество молей на число молекул в одном моле (на постоянную Авогадро) и получим количество молекул в 15 г хлора. n=N*A; n=15/70 * 6*10^23; n=1.29*10^23 штук (округлённо) 2. В одной молекуле воды (H2O) содержится 2+8=10 электронов. Осталось найти количество молекул в 10 см^3 воды. M=2*1+16=18 г/моль m=pV; (масса воды) m=1000*10^-5=0.01 кг=10 г. N=m/M; N=10/18 моль. n=NA; n=(10/18)*6*10^23; n=3.33*10^23 шт. молекул ne=n*10=3.33*10^24 шт. электронов. 3. Надо найти начальное количество молекул в сосуде. m=250 г. N=250/18 моль. n=NA; n=(250/18)*6*10^23; n=83.33*10^23 штук. t=n/n1 (n1=5*10^19) t=83.33*10^23/(5*10^19); t=1.66*10^5 c; Разделим это время на количество секунд в сутках (86400) T=1.66*10^5/86400; T=1.92 суток (то есть почти двое суток).
Электрическое поле – это особый вид материи, порождаемый электрическими зарядами и непреложно сопровождающий их. Элементарный электрический заряд в виде точки порождает элементарное сферически-симметричное электрическое поле. Для визуализации пространственного образа такого поля удобно воспользоваться аналогией с «одуванчиком». Центр цветка в такой аналогии – это точечный заряд, а его тончащие лепестки – это электрическое поле. Любая аналогия страдает недостатками, а поэтому следует сказать, что в реальном элементарном электрическом поле – плотность электрического поля, с удалением от точечного заряда, постепенно уменьшается, но никогда не оказывается равной нулю. Представляемый нами одуванчик имеет окончательную поверхность. А элементарное электрическое поле точечного заряда – истончается, истончается, истончается... но никогда не исчезает полностью, на расстоянии даже в квинтиллионы километров.
Поскольку элементарное сферически-симметричное электрическое поле, порождаемое любым точечным электрическим зарядом, является непреложным, т.е. существует всегда, пока существует заряд, и перестаёт существовать при исчезновении источника поля, то вообще говоря, нет смысла рассматривать в понятийном смысле: электрическое поле отдельно от заряда. Точно так же как нет смысла рассматривать по отдельности понятия положительных и отрицательных чисел – одно не имеет смысла без другого. Поле (электростатическое) существует тогда и только тогда, когда существует электрический заряд, а когда существует электрический заряд – непременно существует и его электрическое поле. Таким образом, нужно понимать, что поле электрического заряда – это его «руки» и «ноги», которые у него отнять невозможно. Так что, если мы видим заряженный металлический шар, то нужно понимать, что кроме того, что мы видим (т.е. шар) существует ещё и его электрическое поле, своими тонкими нитями протирающееся сквозь всё необозримое пространство, включая и нас самих – наблюдателей. Причём у любого электрического поля, как и у любой материи, есть и масса и энергия. Так, скажем, если зарядить металлический шар, размером с дыню до 300 вольт, то его внешнее электрическое поле будет весить около 0.00000000001 нанограмма или 0.00000001 пикограмма, что сравнимо с массой примерно 1000 атомов.
Как же можно «потрогать» это невидимое, всепроникающее электрическое поле и является ли оно таким уж всепроникающим? У человека есть несколько достаточно тонко настроенных и развитых чувств. Однако электрический заряд эти чувства не видят, не слышат, не осязают, а поэтому нам нужно построить некоторую модель восприятия – опыт, в котором мы увидим проявление поля – именно это и подразумевается под словом «потрогать». ответ на этот вопрос, как «потрогать» поле проясняет ещё одну важную особенность электрического поля — его векторный характер. И научиться «трогать» поле – довольно просто. Если у нас уже есть один точечный (ну или сферически-симметричный) электрический заряд, то мы можем догадываться, что он порождает/создаёт (а фактически имеет) вокруг себя элементарное сферически-симметричное электрическое поле. Назовём этот заряд, поле которого мы хотим «потрогать» – центральный заряд (ЦЗ).
1. Всем известно, что молярная масса вещества (то есть это масса одного моля) в граммах численно равна его молекулярной массе. То есть смотрим в таблицу Менделеева на атомную массу хлора, она равна 35. В молекуле хлора два атома, значит его молекулярная масса равна 35*2=70. Если к этому числу дописать слово "грамм", то получим массу одного моля хлора в граммах (молярную массу) M=70 г/моль.
В задаче имеется 15 г хлора, значит это равно N=15/70 моль хлора.
Теперь умножим количество молей на число молекул в одном моле (на постоянную Авогадро) и получим количество молекул в 15 г хлора.
n=N*A;
n=15/70 * 6*10^23;
n=1.29*10^23 штук (округлённо)
2. В одной молекуле воды (H2O) содержится 2+8=10 электронов. Осталось найти количество молекул в 10 см^3 воды.
M=2*1+16=18 г/моль
m=pV; (масса воды)
m=1000*10^-5=0.01 кг=10 г.
N=m/M;
N=10/18 моль.
n=NA;
n=(10/18)*6*10^23;
n=3.33*10^23 шт. молекул
ne=n*10=3.33*10^24 шт. электронов.
3. Надо найти начальное количество молекул в сосуде.
m=250 г.
N=250/18 моль.
n=NA;
n=(250/18)*6*10^23;
n=83.33*10^23 штук.
t=n/n1 (n1=5*10^19)
t=83.33*10^23/(5*10^19);
t=1.66*10^5 c;
Разделим это время на количество секунд в сутках (86400)
T=1.66*10^5/86400;
T=1.92 суток (то есть почти двое суток).