Какой будет заряд шара радиусом 1 м, если он находится в воздухе при температуре 20°С и давлении 101325 Па? Если

Белочка_6360

24

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Гайденса. Этот закон устанавливает, что заряд шара, находящегося в воздухе, пропорционален квадратному корню из отношения давления газа в воздухе к его вязкости. Давление и вязкость считаются постоянными.

Для начала, мы можем вычислить вязкость воздуха при температуре 20°С. Вязкость воздуха при комнатной температуре примерно равна \(1.85 \times 10^{-5}\) Па * с.

Теперь мы можем рассчитать отношение давления газа в воздухе к его вязкости. У нас уже есть значение давления, которое равно 101325 Па, и значение вязкости, которое примерно равно \(1.85 \times 10^{-5}\) Па * с.

Подставляя эти значения в формулу, мы найдем:

\[
\text{{Отношение давления к вязкости}} = \frac{{101325}}{{1.85 \times 10^{-5}}} = 5.48 \times 10^9
\]

Теперь мы можем рассчитать заряд шара в воздухе, используя закон Гайденса. Для этого необходимо взять квадратный корень из отношения давления к вязкости и умножить его на заряд элементарного электрона. Заряд элементарного электрона составляет приблизительно \(1.6 \times 10^{-19}\) Кл.

\[
\text{{Заряд шара в воздухе}} = \sqrt{5.48 \times 10^9} \times 1.6 \times 10^{-19} = 8.78 \times 10^{-6} \, \text{{Кл}}
\]

Теперь рассмотрим, что произойдет, если мы переместим шар в гелий. Мы уже знаем значения давления и температуры, которые останутся неизменными. Для вычисления нового потенциала шара в гелии мы можем использовать формулу:

\[
\text{{Новый потенциал шара}} = \frac{{\text{{Заряд шара в воздухе}}}}{{\sqrt{\frac{{\text{{давление гелия}}}}{{\text{{вязкость гелия}}}}}}}
\]

Для гелия вязкость составляет приблизительно \(2.0 \times 10^{-5}\) Па * с. Значение давления гелия должно быть известно, чтобы мы могли продолжить решение. Если вы предоставите значение давления гелия, я смогу рассчитать новый потенциал шара для вас.