Номер 46.10, страница 168 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 46. Сведения о строении атома. Глава 7. Электрические явления - номер 46.10, страница 168.

46.10 [1219] Что имеет большую массу: атом водорода или положительно заряженный ион водорода? Ответ обоснуйте.

Решение

Нейтральный атом водорода (в его самом распространенном изотопе, протии) состоит из ядра, содержащего один протон, и одного электрона, движущегося вокруг ядра. Масса атома водорода ($m_{атома}$) равна сумме масс составляющих его частиц — протона ($m_p$) и электрона ($m_e$). Вкладом энергии связи можно пренебречь.

$m_{атома} = m_p + m_e$

Положительно заряженный ион водорода ($H^+$) — это атом водорода, который потерял свой единственный электрон. Таким образом, ион водорода представляет собой только ядро, то есть один протон. Его масса ($m_{иона}$) равна массе протона:

$m_{иона} = m_p$

Сравнивая массы, мы видим, что масса атома водорода больше массы иона водорода на величину массы электрона ($m_e \approx 9.11 \cdot 10^{-31}$ кг). Так как электрон обладает массой, пусть и очень малой, масса атома водорода всегда будет больше массы его положительного иона.

Ответ: большую массу имеет атом водорода, так как в его состав, в отличие от положительно заряженного иона, входит электрон, обладающий массой.