Tare! Fă-ți propria sursă de curent electric! Ai nevoie de plăci de cupru, aluminiu, hârtie de filtru și soluție apoasă de hidroxid de sodiu. Pentru a face un element galvanic, pui o placă de cupru drept catod. Deasupra ei pui o bucată de hârtie de filtru pe care o umezești cu soluție de hidroxid de sodiu. Peste hârtia de filtru așează o placă de aluminiu ca anod. Soluția de hidroxid de sodiu este electrolitul celulei. Aranjezi încă 5-6 elemente unul peste altul în același mod pentru a obține o tensiune mai mare. Între cele două capete ale anodului și catodului pune un LED.
Sarcina este cuantificată. Aceasta înseamnă că sarcina electrică vine în cantități discrete și că există o cantitate cât mai mică de sarcină pe care o poate avea un obiect. În sistemul SI, această cantitate cea mai mică este e ≡ 1,602 × 10−19 Nicio particulă liberă nu poate avea o sarcină mai mică decât aceasta și, prin urmare, sarcina oricărui obiect - sarcina tuturor obiectelor - trebuie să fie un multiplu întreg al acestei cantități.
Mărimea sarcinii este independentă de tip. Exprimat în alt mod, cea mai mică sarcină pozitivă posibilă (la patru cifre semnificative) este +1,602 × 10−19 C, iar cea mai mică sarcină negativă posibilă este -1,602 × 10−19 C; aceste valori sunt exact egale. Sarcina este conservată. Sarcina nu poate fi nici creată, nici distrusă; ea poate fi transferată doar din loc în loc, de la un obiect la altul. Frecvent, vorbim de două sarcini de „care se anulează”; aceasta este expresia verbală. Înseamnă că dacă două obiecte care au sarcini egale și opuse sunt fizic aproape una de cealaltă, atunci forțele (direcționate opus) pe care le aplică asupra unui alt obiect încărcat se anulează, pentru o forță netă zero.
Este important să înțelegeți că sarcinile de pe obiecte nu dispar în niciun caz. Sarcina este conservată în sisteme închise. În principiu, dacă o sarcină negativă ar dispărea de pe bancul de laborator și ar reapărea pe Lună, conservarea sarcinii ar rămâne în continuare. Cu toate acestea, acest lucru nu se întâmplă niciodată. Dacă sarcina totală pe care o aveți în sistemul local de pe bancul de laborator se modifică, va exista un flux măsurabil de sarcini în sau în afara sistemului. Din nou, sarcinile se pot muta și se mișcă, iar efectele lor se pot anula și se anulează, dar sarcina netă din mediul dvs. local (dacă este închis) este conservată.
Odată ce a devenit clar că toată materia era compusă din particule care au ajuns să fie numite atomi, a devenit rapid clar și că constituenții atomului includ atât particule încărcate pozitiv, cât și particule încărcate negativ. Particula încărcată negativ a fost prima care a fost descoperită. În 1897, fizicianul englez J. J. Thomson studia ceea ce atunci era cunoscut sub numele de raze catodice.
Cu acest experiment, el a putut determina raportul sarcină-masă al particulei. Thomson însuși și-a imaginat că electronii săi erau încorporați într-un fel de pastă încărcată pozitiv, întinsă pe tot volumul atomului (modelul cozonacului cu stafide). În 1908, fizicianul Ernest Rutherford a arătat că sarcinile pozitive ale atomului existau într-un nucleu minuscul - nucleu - care ocupa doar o foarte mică parte din volumul total al atomului, dar deținea peste 99% din masă. Electronii încărcați negativ orbitau permanent în jurul acestui nucleu, formând un nor încărcat electric care înconjoară nucleul (Figura 5.7).
Acest model simplificat al unui atom de hidrogen prezintă un nucleu încărcat pozitiv înconjurat de un „nor” de electroni. Sarcina norului de electroni este egală (și opusă ca semn) cu sarcina nucleului, dar electronul nu are o locație definită în spațiu; prin urmare, reprezentarea sa aici este ca un nor. În 1932, James Chadwick a descoperit neutronul, un geamăn neutru al protonului, cu masă aproximativă.
Prin urmare, nucleul de heliu are doi neutroni împreună cu cei doi protoni ai săi. Neutronul este neutru din punct de vedere electric, dar cu masă aproape identică cu protonul. În 1932 imaginea atomului era un nucleu mic, masiv, construit din protoni și neutroni, înconjurat de un nor de electroni încărcat negativ (Figura 5.8).
Electronii pot fi îndepărtați sau adăugați, schimbând sarcina netă a atomului, creând astfel un ion. Un atom cu sarcină modificată este numit ion. Sursa: University Physics (OpenStax), traducere de Nicolae Sfetcu.
Aplicatii si intelegere a sarcinii in aluminiu
Aluminiul, ca metal usoara, contine in nucleu protoni si neutroni in acelasi raport cu electronii din norul orbital. Deschiderea nucleului si distributia electronilor determina, printre altele, conductivitatea si comportamentul electronic in solutii. In experimentele galvanice, intre anod si catod se creeaza un potential electric ce determina curentul prin circuite, iar sarcina se transfera intre electrod si electrolit.
Atunci cand alimentam cupluri discontinui de galvanizare, se poate observa cum sarcinile se transfera, cum tensiunea creste cu adaugarea de elemente in serie, si cum LED-ul ilumineaza daca exista curentul necesar. Aceste idei sunt legate de conservarea sarcinii si de cuantificarea sarcinilor la nivel microscopic, cu influente asupra macroscopic a curentului in circuite.
Conceptul de conservare a sarcinii in sisteme inchise
Sarcina nu este creata sau distrusa; se transfera doar. Când doua obiecte cu sarcini opuse sunt aproape, fortele dintre ele se anuleaza, generand o forta neta zero. Conservarea sarcinii se aplica in sisteme inchise. Daca sarcina totala intr-un sistem local se modifica, un flux de sarcini poate fi masurat spre sau din afara sistemului.
Elemente de baza ale atomului si distribuirea sarcinilor
In atom neutru, sarcina pozitiva din nucleu este egala cu sarcina negativa din norul electronic. Electronii sunt mult mai usoari decât nucleul si pot fi indepartati sau adaugati pentru a forma un ion.
- Sarcina elementara este 1,602 × 10−19 C, cu semn opus pentru electroni si pozitivi pentru protoni.
- Nucleul contine protoni (inca de incarcare pozitiva) si neutroni (fara sarcina).
- Orbitalii electronici si pozitia electronilor contribuie la distribuția masei si a sarcinii intr-un atom.
Inima teoriei moderne, spre exemplu, descrierea nucleară si aspecte ale particulelor subatomice precum pioni, neutrini si quarci, completeaza tabloul despre cum sarcina si masa sunt distribuite in materia compusa.
Notiuni despre masa, sarcina si identitatea particulelor
O sarcină este o proprietate a unei particule, nu o particulă în sine. Cand discutăm despre sarcina de 3 μC, adesea vedem aceasta ca o proprietate atribuita unui grup de particule. Neutralitatea atomica este mentinuta prin egale valori de sarcina pozitiva si negativa la nivel de nucleu si nor electronic.
Fizica: Tensiunea Electrica | WinSchool
Concluzie structurata a ideilor fundamentale
Sursa initiala subliniaza faptul ca sarcina electrica este conservata, ca electronii pot fi indepartati si adaugati, si ca nucleul atomic reprezinta centru de masa cu distribuirea sarcinilor pozitive si negative in jurul sau. Modelul atomului evolueaza de la ideea „cozonac cu stafide” pana la nucleu incarcat pozitiv si nor de electroni, iar apoi la conceptul de neutron si compozitia nucleare a altor elemente.
tags: #sarcina #atomului #de #aluminiu
Postări populare:
- Port bebe Chicco albastru: caracteristici esențiale pentru confort și siguranță în călătorii
- Descifrarea cauzelor sângerării în trimestrul trei al sarcinii
- Istoria și importanța Zilei Limbii Materne în contextul teatrului de comedie
- Păturică suzetă fosnitoare: cum texturile stimulează simțurile bebelușului
- Ghid complet indemnizație copil