Сколько электронов в куске меди? Давайте посчитаем

{"document":[{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"Хватит ли в медном проводе электронов чтобы обеспечить ток аж в 200 А? О том, что ток течет только в замкнутой цепи и сколько электронов на одном конце \"вытекло\", то столько же с другого конца \"втекло\", мы деликатно умолчим."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"italic":true},"string":"Об этом меня спрашивал один школьник. Вопрос изучил, докладываю."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Но допустим, что имеем дело со сверхкоротким импульсом, таким, что электроны \"выдует\" из провода, а новые не успевают \"набежать\". На самом деле такие исследования проводятся, так что ситуация имеет место быть."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"attachment","attributes":{"presentation":"gallery"},"attachment":{"caption":"","contentType":"image/png","filename":"паблико (62).png","filesize":2151231,"height":1080,"pic_id":29557,"url":"https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2022/03/25/%D0%BF%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%BE_62.jpeg","width":1920}},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Итак, для определенности возьмем медный провод массой 1 кг. Давайте для начала посчитаем, сколько моль вещества содержится в 1 кг (1000 г) меди. Атомная масса меди Ma = 64 г/моль (округленно), см. Периодическую таблицу элементов Д.И. Менделеева. Следовательно, в проводе содержится n = m/Ma = 1000/64 = 15,6 моль."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Как известно из школьного курса химии, в одном моле содержится 6,022 *10 в 23 степени частиц, в нашем случае атомов (закон Авогадро). Значит, в нашем проводе содержится 9,4 * 10 в 24 степени атомов меди. Не так уж и мало, согласитесь!"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"А сколько в нашем проводе электронов? Это легко посчитать. Атомный номер меди, смотрим там же - 29. А это значит, что в ядре атома меди 29 протонов и для компенсации их заряда нужно 29 электронов. То есть в нашем проводе всего 2,7 *10 в 26 степени штук электронов. Мало?\nНо, к сожалению, не все из этих электронов нам подходят. Только один из них, самый дальний от ядра атома, так называемый 4s электрон, слабо связан с ядром и может под действием электрического поля перемещаться между атомами. Следовательно, в нашем распоряжении 9,4 * 10 в 24 степени электронов. Хватит ли их нам?\n "},{"type":"attachment","attributes":{"caption":"Периодическая таблица химических элементов Д.И. Менделеева.","presentation":"gallery"},"attachment":{"caption":"","contentType":"image/png","filename":"паблико (63).png","filesize":2305294,"height":1080,"pic_id":29558,"url":"https://storage.yandexcloud.net/pabliko.files/article_cloud_image/2022/03/25/%D0%BF%D0%B0%D0%B1%D0%BB%D0%B8%D0%BA%D0%BE_63.jpeg","width":1920}},{"type":"string","attributes":{},"string":"\n"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Сколько нужно электронов, чтобы обеспечить ток в 1 А? Сила тока в 1А - это если через сечение проводника в секунду проходит заряд в 1 кулон. Заряд электрона 1,6 *10 в -19 степени Кл. Значит в 1 Кл у нас 6,2 * 10 в 18 степени электронов. Правильно?\nЗначит за 1 секунду через наш провод нужно прогнать 6,2 * 10 в 18 степени электронов. А чтобы получить ток в 200 А - 1,24 *10 в 21 степени штук электронов. А это 0,013 % от всех доступных нам 4s электронов! То есть, чтобы \"выдуть\" все 4s электроны из провода нужен ток 1 538 641 А, то есть полтора миллиона ампер!"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Если пропустить через медный провод такой ток, то он мгновенно испарится! Но не от того, что из него \"утекли\" электроны, а из за того, что он разогреется до очень высокой температуры. Ведь электрическое сопротивление хоть и маленькое, но все равно не нулевое. А тепловое действие тока никто не отменял."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"В качестве домашнего задания, посчитайте какое количество тепла при этом выделится и какую температуру гипотетически будет иметь медный провод."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{},"string":"Кстати, этот эффект используется сейчас и для получения нанопорошков металлов, оксидов, нитридов и т.д. Это так называемые \"электровзрывные\" нанопорошки, которые производятся, в частности, в г. Томске.\nК чему я написал эту статью? Не только для того, чтобы развеять очередной миф и заблуждения \"жертв ЕГЭ\". Я хотел вам показать, насколько важно учить современных детей не только тупому запоминанию, какой вариант, в каком случае выбирать. Это умеют даже подопытные крысы."},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"italic":true},"string":"Важно научить детей мыслить, оперировать фактами, а не домыслами, анализировать и сопоставлять факты, и наконец, логически мыслить. "},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"А если статья была для вас полезна, поставьте ЛАЙК!"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true,"bold":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"Напишите в комментариях ваше мнение по этому вопросу!"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true,"bold":true},"string":"\n"}],"attributes":[]},{"text":[{"type":"string","attributes":{"bold":true},"string":"Подпишитесь на канал!\n"},{"type":"string","attributes":{},"string":"\n"},{"type":"string","attributes":{"blockBreak":true},"string":"\n"}],"attributes":[]}],"selectedRange":[1636,1637]}