Question

Dos esferas de plata pequeñas, cada una con una masa de 10.0 g, están separadas 1.0 m. Calcule la fracción de electrones de una esfera que deberá ser transferida a la otra a fin de producir una fuerza de atracción de 7.4 N. (El número de electrones por átomo de plata es igual a 47, y el número de átomos por gramo es igual al número de Avogadro dividido entre la masa molar de la plata, 107.87 g/mo​

Answer 1

Respuesta:

Explicación:

F=k×q1∗q2d2k:8,988×109Nm2C2≈9×109Nm2C2

Identificamos la información importante que nos da el ejercicio  

F=1×104Nd=1m,q1=?C,q2=?C,m=10gAg

Despejamos de la ecuación las cargas  

q1yq21×104N=9×109Nm2C2×q1∗q2(1.00m2)q1∗q2=

1×104N9×109Nm2q2=√1,11×10−6C2q=1,05×10−3C

Hallar el numero de electrones, teniendo en cuenta que  

1e−es igual a  1,6×10−9Culombiose−=1,05×10−3C1e−1,6×10−9C=

6,562×1015e−

Hallar el número de electrones presentes en los 10 g de plata

e−=10gAg×1molAg107,5gAg×6,02×1023atm1molAg×47e−1atmAg=

2,632×1024e−

Fracción de electrones para producir la fuerza de tracción:

X=6,562×1015e−2,632×1024e−=2,493×10−9∗100%=2,493×10−7%

Answer 2

La fracción de electrones transferidos de una esfera de plata a la otra es 6.83*10⁻¹¹.

Cuando se transfiere carga de una esfera a otra, una quedará cargada de forma negativa y la otra de forma positiva, pero en magnitud las cargas son iguales:

Q1 = -Q2 = Q

¿Cómo se determina la carga de las esferas?

Debemos aplicar la Ley de Coulomb:

|F| = K * Q1*Q2/R^2

|F| = K * Q^2/R^2

donde:

• F: es la fuerza entre las cargas.
• K: es una constante.
• Q: es la carga de las esferas.
• R: es la distancia de separación.

Datos:

F = 7.4 N

K = 9*10⁹ Nm²/C²

R = 1 m

e = 1.602*10⁻¹⁹ C     (carga del electrón)

Sustituyendo:

7.4 = (9*10⁹)*Q^2/1^2

Q = √(7.4/(9*10⁹))

Q = 28.67*10⁻⁶ C

El número de electrones en exceso de la esfera con carga negativa es:

N = 28.67*10⁻⁶/1.602*10⁻¹⁹

N = 1.79*10¹⁴ electrones

• Carga transferida:

Ahora determinamos la carga transferida usando el Número de Avogadro:

Datos:

Na = 6.022*10²³ átomos/mol

M = 107.87 g/mol

m = 10 g

Z = 47 electrones/átomo

Entonces el número de electrones en estado neutro es:

Ne = (6.022*10²³/107.87)*10*47

Ne = 2.62*10²⁴

Ahora dividimos el número de electrones en exceso entre el valor anterior para determinar la fracción:

F = N/Ne

F = 1.79*10¹⁴/2.62*10²⁴

F = 6.83*10⁻¹¹

Más sobre la Ley de Coulomb:

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