Какова избыточная концентрация электронов в каждой капле воды массой 0,07 г в нижней части грозового облака, если известно, что масса всего облака составляет 1,4 миллиона тонн, верхняя часть облака заряжена положительно (10 Кл), а нижняя - отрицательно, при условии, что все капли имеют одинаковый заряд?

Физика 9 класс Электрические заряды и электрические поля избыточная концентрация электронов капля воды грозовое облако заряд облака физика 9 класс масса облака отрицательный заряд положительный заряд электроны в капле расчет заряда Новый

Чтобы решить эту задачу, нам нужно определить избыточную концентрацию электронов в каждой капле воды, находящейся в нижней части грозового облака. Давайте разберем шаги по решению этой задачи.

1. Определим общую массу облака:

   Масса облака составляет 1,4 миллиона тонн, что равняется 1,4 × 10^6 тонн. Переведем это значение в граммы:

   1 тонна = 1000 кг, следовательно, 1,4 × 10^6 тонн = 1,4 × 10^6 × 1000 г = 1,4 × 10^9 г.

2. Определим заряд на каплю:

   В облаке верхняя часть заряжена положительно на 10 Кл, а нижняя часть - отрицательно. Поскольку мы рассматриваем капли воды в нижней части облака, нам нужно определить, сколько капель в облаке.

   Для этого найдем количество капель в облаке, зная массу одной капли:

   Масса одной капли = 0,07 г.

   Теперь найдем количество капель в облаке:

   Количество капель = Общая масса облака / Масса одной капли = 1,4 × 10^9 г / 0,07 г.

   Количество капель ≈ 2 × 10^10 капель.

3. Определим заряд, приходящийся на одну каплю:

   Если весь заряд облака (10 Кл) распределен равномерно по каплям, то заряд на одну каплю будет равен:

   Заряд на каплю = Общий заряд облака / Количество капель = 10 Кл / (2 × 10^10 капель).

   Заряд на каплю ≈ 5 × 10^-10 Кл.

4. Определим избыточную концентрацию электронов:

   Заряд одного электрона составляет примерно 1,6 × 10^-19 Кл. Теперь мы можем найти количество избыточных электронов в одной капле:

   Количество электронов = Заряд на каплю / Заряд одного электрона = (5 × 10^-10 Кл) / (1,6 × 10^-19 Кл).

   Количество электронов ≈ 3,125 × 10^9 электронов.

5. Определим избыточную концентрацию электронов:

   Теперь, чтобы найти избыточную концентрацию электронов в капле, нужно учесть объем капли. Объем капли можно вычислить, если предположить, что капля имеет сферическую форму. Плотность воды примерно равна 1 г/см³, следовательно, объем капли:

   Объем капли = Масса капли / Плотность воды = 0,07 г / (1 г/см³) = 0,07 см³.

   Теперь найдем концентрацию электронов:

   Концентрация = Количество электронов / Объем капли = (3,125 × 10^9 электронов) / (0,07 см³).

   Концентрация ≈ 4,464 × 10^10 электронов/см³.

Таким образом, избыточная концентрация электронов в каждой капле воды массой 0,07 г в нижней части грозового облака составляет примерно 4,464 × 10^10 электронов/см³.