Номер 3, страница 52 - гдз по физике 8 класс самостоятельные и контрольные работы Шабусов, Дубина

3. Определите общий заряд $\text{q}$ всех электронов нейтрального атома углерода ${}_{6}^{12}\text{C}$.

а) $2,0 \cdot 10^{-18} \text{ Кл}$;

б) $9,6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$;

в) $1,3 \cdot 10^{-18} \text{ Кл}$;

г) $5,0 \cdot 10^{-18} \text{ Кл}$;

д) $8,0 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$.

Дано:

Нейтральный атом углерода $^{12}_{6}$C.

Модуль элементарного заряда $e = 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл.

Найти:

Общий заряд всех электронов $\text{q}$.

Решение:

В обозначении изотопа химического элемента $^{A}_{Z}$X, нижний индекс $\text{Z}$ представляет собой зарядовое число (или атомный номер), которое равно количеству протонов в ядре атома. Верхний индекс $\text{A}$ — это массовое число, равное сумме протонов и нейтронов в ядре.

Для атома углерода $^{12}_{6}$C зарядовое число $Z = 6$. Это означает, что в ядре атома углерода находится 6 протонов.

По условию задачи атом углерода является нейтральным. В нейтральном атоме число электронов ($N_e$) равно числу протонов ($N_p$). Таким образом, в атоме углерода содержится 6 электронов:

$N_e = N_p = Z = 6$

Заряд одного электрона равен элементарному заряду $\text{e}$ со знаком минус: $q_e = -e = -1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл.

Общий заряд $\text{q}$ всех электронов в атоме равен произведению числа электронов на заряд одного электрона:

$q = N_e \cdot q_e$

Подставим известные значения в формулу:

$q = 6 \cdot (-1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}) = -9.6 \cdot 10^{-19}$ Кл.

В вариантах ответа представлены абсолютные значения (модули) заряда. Модуль общего заряда электронов составляет:

$|q| = |-9.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}| = 9.6 \cdot 10^{-19}$ Кл.

Сравнивая полученный результат с предложенными вариантами, видим, что он соответствует варианту б).

Ответ: б) $9.6 \cdot 10^{-19}$ Кл.