Question 85Asked in BPSC TRE 1.0 (2023) Physics Class 11-12

In copper atom, 29 electrons surround its nucleus. Consider two pieces of copper each weighing 10 g. Let us transfer one electron from one piece to another…एक ताँबे के परमाणु में 29 इलेक्ट्रॉन उसके नाभिक को घेरे हैं। माना कि ताँबे के दो टुकड़ों में से प्रत्येक का वजन 10 g है। माना कि ताँबे के एक टुकड़े से दूसरे…

In copper atom, 29 electrons surround its nucleus. Consider two pieces of copper each weighing 10 g. Let us transfer one electron from one piece to another for every 1000 atoms in the piece. The Coulombic force between these two pieces of copper kept 10 cm apart after transfer of electrons will be (e = 1·6 × 10⁻¹⁹ C, 1/(4πε₀) = 9 × 10⁹, Avogadro number = 6 × 10²³ per mole and at. wt. of copper = 63·5 g/mol)
एक ताँबे के परमाणु में 29 इलेक्ट्रॉन उसके नाभिक को घेरे हैं। माना कि ताँबे के दो टुकड़ों में से प्रत्येक का वजन 10 g है। माना कि ताँबे के एक टुकड़े से दूसरे टुकड़े में प्रत्येक 1000 परमाणु के हिसाब से एक इलेक्ट्रॉन स्थानांतरित होता है। 10 cm की दूरी पर स्थित ताँबे के दोनों टुकड़ों के बीच इलेक्ट्रॉन के स्थानांतरण के पश्चात् कूलॉम बल होगा (e = 1·6 × 10⁻¹⁹ C, 1/(4πε₀) = 9 × 10⁹, एवोगैड्रो संख्या = 6 × 10²³ प्रति मोल तथा ताँबे का परमाणु भार = 63·5 g/mol)
  1. A2·08 × 10¹⁴ N2·08 × 10¹⁴ N
  2. B4·16 × 10¹⁴ N4·16 × 10¹⁴ N
  3. C6·32 × 10¹⁴ N6·32 × 10¹⁴ N
  4. DMore than one of the aboveउपर्युक्त में से एक से अधिक
  5. ENone of the aboveउपर्युक्त में से कोई नहीं
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Correct answer: (A) 2·08 × 10¹⁴ N2·08 × 10¹⁴ N

Explanation

Atoms in 10 g = (10/63.5) × 6 × 10²³ ≈ 9.45 × 10²²; electrons transferred = 9.45 × 10¹⁹, so each piece carries q ≈ 15.1 C (opposite signs). F = 9 × 10⁹ × (15.1)²/(0.1)² ≈ 2.06 × 10¹⁴ N, i.e. about 2.08 × 10¹⁴ N.10 g में परमाणु = (10/63.5) × 6 × 10²³ ≈ 9.45 × 10²²; स्थानांतरित इलेक्ट्रॉन = 9.45 × 10¹⁹, इसलिए प्रत्येक टुकड़े पर आवेश q ≈ 15.1 C (विपरीत चिह्न)। F = 9 × 10⁹ × (15.1)²/(0.1)² ≈ 2.06 × 10¹⁴ N, अर्थात लगभग 2.08 × 10¹⁴ N।

From BPSC TRE 1.0 (2023) Physics Class 11-12 — Previous Year Paper

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