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Ricardo Alberto Ramírez Barrozo G1N24ricardo 174759 𝑃𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑢𝑛 𝑔𝑎𝑠 "𝑖" 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 = 1𝑐𝑚3 𝑑𝑒 𝑎𝑖𝑟𝑒 ∗ 𝑐𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑖𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 % ∗ 𝜌𝑔𝑎𝑠 𝑖 ∗ 𝜇𝑔𝑎𝑠 𝑖 ∗ 𝑁𝐴 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 = N2 O2 Ar CO2 Ne He CH4 Kr Xe H2 Total Composición volumétrica (%) 78,03 20,99 9,40E-01 3,30E-02 1,50E-03 5,24E-04 1,79E-04 1,40E-04 6,00E-06 5,50E-05 99,995 Volumen de gas (cm3) 7,80E-01 2,10E-01 9,40E-03 3,30E-04 1,50E-05 5,24E-06 1,79E-06 1,40E-06 6,00E-08 5,50E-07 0,99995 𝑃𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑔𝑎𝑠𝑒𝑠 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 Densidad (g/cm3) Masa de gas (g) Moles de gas Partículas de gas 1,250E-03 1,429E-03 1,784E-03 1,870E-03 9,000E-04 1,785E-04 7,170E-04 3,708E-03 5,900E-03 9,000E-05 9,75E-04 3,00E-04 1,68E-05 6,17E-07 1,35E-08 9,35E-10 1,28E-09 5,19E-09 3,54E-10 4,95E-11 1,29E-03 3,48E-05 9,37E-06 4,20E-07 1,40E-08 6,69E-10 2,34E-10 8,02E-11 6,19E-11 2,70E-12 2,47E-11 4,46E-05 2,10E+19 5,64E+18 2,53E+17 8,45E+15 4,03E+14 1,41E+14 4,83E+13 3,73E+13 1,62E+12 1,49E+13 2,69E+19 Donde 𝜌𝑔𝑎𝑠 𝑖 es la densidad, 𝜇𝑔𝑎𝑠 𝑖 es la masa molar y 𝑁𝐴 es el numero de Avogadro La unidad de carga eléctrica en el sistema internacional de medida se conoce como Coulomb, esta se simboliza por la letra C. El Coulomb obtiene su nombre del físico francés Charles Agustín de Coulomb que realizo una descripción cuantitativa de la atracción entre cargas estáticas Charles-Augustin de Coulomb (1736-1806) • Electrones − 1 𝑒 18 − 𝑛 𝑑𝑒 𝑒 − 𝑒𝑛 𝑢𝑛 1𝐶 = 1𝐶 ∗ = 6,25 ∗ 10 𝑒 1,6 ∗ 10−19 𝐶 −31 𝑘𝑔 9,1 ∗ 10 −12 𝑘𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 1𝐶 = 6,25 ∗ 1018 𝑒 − ∗ = 5,7 ∗ 10 1 𝑒− • Protones 𝑛 𝑑𝑒 𝑝+ 𝑒𝑛 1 𝑝+ 18 𝑝 + 𝑢𝑛 1𝐶 = 1𝐶 ∗ = 6,25 ∗ 10 1,6 ∗ 10−19 𝐶 −27 𝑘𝑔 1,67 ∗ 10 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 1𝐶 = 6,25 ∗ 1018 𝑝+ ∗ = 1,04 ∗ 10−8 𝑘𝑔 − 1𝑒 La definición de en campo eléctrico para una partícula puntual es 𝐹 |𝑞| 𝐸= =k 2 𝑞 𝑟 En el caso del átomo de hidrogeno, la partícula que genera el campo que afecta al electrón es el protón que se encuentra a 0,5 Å del electrón por lo que la magnitud del campo será 2 −19 𝐶 𝑁𝑚 1,6 ∗ 10 𝐸 = 9 ∗ 109 ∗ 2 𝐶 0,5 ∗ 10−10 𝑚 11 2 = 5,8 ∗ 10 𝑁 𝐶 Empleamos la ley de Coulomb |𝑞1 𝑞2 | F𝑒 = k 𝑟2 La magnitud de la fuerza entonces será 2 − 1,6 ∗ 10−19 𝐶 2 𝑁𝑚 −8 𝑁 F𝑒 = 9 ∗ 109 = 9,2 ∗ 10 𝐶2 0,5 ∗ 10−10 𝑚 2 Emplearemos la ley de gravitación 𝑚1 𝑚2 𝐹𝑔 = 𝐺 𝑟2 La magnitud de la fuerza entonces será 𝐹𝑔 = 6,67 ∗ 10−11 𝑁𝑚2 9,1 ∗ 10−31 𝑘𝑔 ∗ 1,67 ∗ 10−27 𝑘𝑔 = 4,1 ∗ 10−47 𝑁 2 −10 2 𝑘𝑔 0,5 ∗ 10 𝑚 Si compramos la fuerza gravitacional con la electrostática tenemos 𝐹𝑔 4,1 ∗ 10−47 𝑁 = = 4,4 ∗ 10−40 −8 F𝑒 9,2 ∗ 10 𝑁 Por lo que en un átomo de hidrogeno el efecto de la fuerza gravitacional es despreciable con respecto al hecho por la electrostática Empecemos por la definición de campo eléctrico para un partícula puntual… F𝑒 𝐸= 𝑞 Entonces si recordamos que la unidad de fuerza es el Newton (N) y de carga es el Coulomb (C), ergo las unidades de campo serán. 𝑁 𝐸= 𝐶 Dos placas de un material conductor separadas por un material aislante (o por vacío) constituyen un capacitor, empleado en electricidad y electrónica para almacenar energía. La “aptitud para almacenar” energía por parte de un capacitor se conoce como capacitancia y se define como… 𝑄 𝐴 𝐶 = = 𝜖0 𝑉 𝑑 Donde Q es la carga V el voltaje, 𝜖0 es permitividad del vacío, A es el área de las placas y d es la distancia que las separa. Siendo sus unidades iguales C𝑉 −1 o en 𝐶 2 𝑁 −1 𝑚−1 = 𝐹 donde F se conoce como un Faraday Las placas paralelas de un capacitor con vacío están separadas una distancia de 15.00 mm ( 1,5 ∗ 10−2 𝑚 ). Se aplica una diferencia de potencial de 10,000 V (10.0 kV) a través del capacitor. Calcule la magnitud del campo eléctrico en el espacio entre ellas. Entonces ya que el campo entre las placas presenta una distribución uniforme podemos usar la ecuación que sigue… 𝑉 10000 𝑉 6 𝑉𝑚−1 𝐸= = = 2 ∗ 10 𝑑 1,5 ∗ 10−2 𝑚 Por lo que magnitud del campo es 2 ∗ 106 𝑉𝑚−1 . El dieléctrico se coloca entre las placas para aumentar la capacitancia del capacitor Estas placas metálicas están separadas por el dieléctrico y entre ellas se forma el campo por acción del voltaje Es un instrumento que se emplea para detectar carga eléctrica. Proveído de dos laminillas livianas (hechas de un material conductor) unidas a una esfera por medio de una barra metálica este sistema está aislado para evitar que la carga eléctrica salga de este. Es posible, navegando en internet encontré que puede fabricarse con un frasco vacío, que tenga su tapa, un alambre, dos tiritas de papel de aluminio y una bola hecha de este mismo material, estos implementos están en cualquier casa, por lo que saldría por menos de 50 pesos. El resultado es el siguiente…