Compara la atracción eléctrica y la atracción gravitatoria entre los iones 𝐶𝑙– y 𝑁𝑎+ suponiendo que sean cargas puntuales separadas 1nm.
Las masas atómicas de los iones son: 𝐶𝑙–, 35u, y 𝑁𝑎+, 23u
EnQuentra Respuestas, Comparte Conocimiento.
EnQuentra Respuestas, Comparte Conocimiento.
Sorry, you do not have permission to ask a question, You must login to ask a question.
Compara la atracción eléctrica y la atracción gravitatoria entre los iones 𝐶𝑙– y 𝑁𝑎+ suponiendo que sean cargas puntuales separadas 1nm.
Las masas atómicas de los iones son: 𝐶𝑙–, 35u, y 𝑁𝑎+, 23u
1. Definimos las variables:
– \( q_1 \) y \( q_2 \): Cargas de los iones Cl- y Na+ respectivamente.
– \( m_1 \) y \( m_2 \): Masas de los iones Cl- y Na+ respectivamente.
– \( r \): Distancia entre los iones.
2. Fuerza eléctrica entre los iones:
Utilizamos la Ley de Coulomb para calcular la fuerza eléctrica \( F_e \) entre dos cargas puntuales:
\[ F_e = \frac{{k \cdot |q_1| \cdot |q_2|}}{{r^2}} \]
– \( k = 9 \times 10^9 \, \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2 \): Constante de Coulomb.
– \( |q_1| = |q_2| = e \): Carga elemental, \( e = 1.602 \times 10^{-19} \, \text{C} \).
– \( r = 1 \times 10^{-9} \, \text{m} \): Distancia entre los iones.
\[ F_e = 9 \times 10^9 \times (1.602 \times 10^{-19})^2 / (1 \times 10^{-9})^2 \]
\[ F_e = 2.3 \times 10^{-10} \, \text{N} \]
3. Fuerza gravitatoria entre los iones:
Utilizamos la Ley de Gravitación Universal para calcular la fuerza gravitatoria \( F_g \) entre dos masas puntuales:
\[ F_g = \frac{{G \cdot m_1 \cdot m_2}}{{r^2}} \]
– \( G = 6.67 \times 10^{-11} \, \text{N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2 \): Constante de gravitación universal.
– \( m_1 = 35 \, \text{u} \) y \( m_2 = 23 \, \text{u} \): Masas de los iones en unidades de masa atómica.
Sustituyendo los valores conocidos, obtenemos:
\[ F_g = 6.67 \times 10^{-11} \times \frac{{35 \times 23}}{{(1 \times 10^{-9})^2}} \times (1.66 \times 10^{-27})^2 \]
\[ F_g = 1.5 \times 10^{-43} \, \text{N} \]
4. Comparación de fuerzas:
\[ \frac{{F_e}}{{F_g}} = \frac{{2.3 \times 10^{-10}}}{{1.5 \times 10^{-43}}} = 1.53 \times 10^{33} \]
Esto significa que la fuerza eléctrica es aproximadamente \( 1.53 \times 10^{33} \) veces mayor que la fuerza gravitatoria.
La enorme diferencia en magnitud entre la fuerza eléctrica y la fuerza gravitatoria entre los iones Cl- y Na+ se debe a la naturaleza de estas fuerzas. Mientras que la fuerza eléctrica entre cargas es extremadamente intensa debido a la carga elemental, la fuerza gravitatoria entre masas es significativamente más débil. Este resultado resalta la importancia relativa de las interacciones electromagnéticas en comparación con las interacciones gravitatorias a escalas microscópicas.