Физика лицевой маски N95

Это 2022 год, и к настоящему времени мы все носим маски уже почти два года. И если вы не хирург или строитель, который уже носил их каждый день, за эти два года вы, вероятно, многое о них узнали — какие вам больше нравятся, где их взять и есть ли у вас какие-то дополнения. кармане пальто или где-нибудь в машине.

Но знаете ли вы, что делает ценную маску N95 такой особенной? Давайте разберемся.

Волокна в обычных тканевых или бумажных масках для лица отфильтровывают частицы, физически блокируя их, но волокна в маске N95 также используют отличный физический трюк. Эти волокна электрически заряжены.

Электрический заряд является одним из фундаментальных свойств всех частиц. Почти все вокруг вас состоит из трех частиц: протона, электрона и нейтрона. (Пока давайте проигнорируем мюоны и нейтрино — обе фундаментальные частицы, которые действительно существуют, — а также другие теоретически возможные частицы.)

Так же, как каждая частица имеет массу, она также имеет заряд. Протон имеет положительный электрический заряд величиной 1,6 х 10^-19 кулон, единица измерения электрического заряда. Электрон имеет прямо противоположный заряд. Это оставляет нейтрон с нулевым зарядом (таким образом, «нейтральная» часть слова «нейтрон»).

Электрический заряд является ключевой частью электростатического взаимодействия, силы между электрическими зарядами. Величина этой силы зависит от величины двух зарядов и расстояния между ними. Мы можем вычислить эту силу по закону Кулона. Это выглядит так:

В этом выражении к является константой со значением 9 x 10⁹ Н×м²/С². Обвинения д₁ и д₂ а расстояние между ними равно р. Это даст силу в ньютонах. Если два заряда имеют одинаковый знак (либо оба положительные, либо оба отрицательные), то это будет сила отталкивания. Если два заряда разных знаков, то сила притяжения.

10 хороших N95, KN95 и хирургических масок для лица, которые можно купить прямо сейчас

Вот лучшие одноразовые маски, которые мы тестировали и исследовали до сих пор, и где их можно найти.

От Эрик Рэйвенскрафт

Если все состоит из электронов и протонов, не должны ли между ними существовать электрические силы? все? Ну вроде. Электроны и протоны очень маленькие. Это означает, что даже в маленькой капле воды будет примерно 10²² в нем протоны. Эта капля, вероятно, будет иметь такое же количество электронов. (А нейтроны никому не интересны — по крайней мере, пока.) Таким образом, общий заряд этой капли воды равен нулю кулонов. Даже если у вас в воде есть лишние электроны, общий заряд будет небольшим, поскольку заряд электрона ничтожен. По существу, большая часть вещей, которые вы видите, электрически нейтральны и не имеют электрических сил.

Помните, однажды вы достали из сушилки для белья носок, и он прилип к рубашке? Если это взаимодействие статического электричества, то как носок заряжается?

Есть только один способ сделать носок отрицательно заряженным — убедиться, что в нем больше электронов, чем протонов. Вам понадобится много электронов, может быть, что-то порядка 10¹³ дополнительные электроны. (Чтобы дать вам представление о том, насколько велико это число, скажем, что это будет общее количество банкнот, которое вам понадобится, чтобы дать каждому человеку на Земле 1000 долларов в одиночном разряде.) Все эти дополнительные электроны дадут носку общий отрицательный заряд около 1 микрокулон (1 х 10^-6 С).