С какой силой взаимодействовали бы две капли воды на расстоянии 1 км,если бы удалось передать одной из капель 1% всех электронов,содержащихся в другой капле,массой 0,03г?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно рассчитать силу кулоновского взаимодействия между двумя каплями воды, если одна из них будет заряжена из-за передачи ей 1% электронов из другой капли. Рассчитаем силу, используя закон Кулона и зная массу капли, что позволит найти количество молекул воды и, соответственно, количество электронов.

Шаг 1. Найдём количество молекул воды в капле

1. Масса одной капли воды $m = 0{,}03 \, \text{г} = 3 \times 10^{-5} \, \text{кг}$.

2. Молекулярная масса воды $M = 18 \, \text{г/моль} = 0{,}018 \, \text{кг/моль}$.

3. Число молекул в капле можно найти по формуле:

   $$N = \frac{m}{M} \cdot N_A,$$

   где $N_A = 6{,}022 \times 10^{23} \, \text{моль}^{-1}$ — число Авогадро.

   Подставим значения:

   $$N = \frac{3 \times 10^{-5}}{0{,}018} \cdot 6{,}022 \times 10^{23} \approx 10^{21} \, \text{молекул}.$$

Шаг 2. Определим количество электронов

Каждая молекула воды $\text{H}_2\text{O}$ содержит 10 электронов (2 от атома кислорода и 8 от атомов водорода). Поэтому общее количество электронов в капле:

Шаг 3. Рассчитаем заряд, переданный одной капле

Так как передано 1% всех электронов, количество переданных электронов:

Элементарный заряд электрона $e = 1{,}6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$. Тогда общий переданный заряд:

Шаг 4. Рассчитаем силу кулоновского взаимодействия

По закону Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами на расстоянии $r$ выражается формулой:

где $k \approx 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2$ — электрическая постоянная.

В данном случае $q_1 = q$ и $q_2 = q$, так как передача 1% электронов привела к появлению одинакового по модулю заряда на каждой капле:

Ответ

Сила взаимодействия между двумя каплями воды на расстоянии 1 км, если одна из них получила 1% всех электронов другой капли массой 0,03 г, составит примерно $2300 \, \text{Н}$.