Se cargas positivas e negativas de uma moeda de cobre de 3,00 g pudessem ser separadas em dois
Dados: O número atômico do cobre é Z=29 e a sua massa molar é M=63,5 g / mol.
Resp. |F|=1,50 times 10^16 N

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma moeda de cobre com massa de 3,00 g. Querem saber qual seria a força elétrica ( ) resultante se as cargas positivas e negativas dessa moeda pudessem ser completamente separadas. Para resolver isso, vamos precisar saber o número atômico do cobre ( ), a sua massa molar ( ) e utilizar conceitos de eletricidade, como a carga elétrica total e a Lei de Coulomb para calcular a força.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria ( n = mM ) da moeda de cobre usando a massa molar. A fórmula é:
n = 3,0063,5 approx 0,0472 , mol
Onde:
  • (massa da moeda)
  • (massa molar do cobre)

Passo 3

Agora, vamos determinar o número de átomos de cobre presentes na moeda. Para isso, usamos a constante de Avogadro ( N = n times NA = 0,0472 times 6,022 times 10^23 approx 2,84 times 10^22 , átomos á):
á

Passo 4

Cada átomo de cobre tem Q = N times Z times e prótons, o que significa que há 29 cargas positivas por átomo. Se as cargas forem totalmente separadas, o número total de cargas positivas será:
Q = 2,84 times 10^22 times 29 times 1,602 times 10^-19 approx 1,32 times 10^6 , C
Onde (carga elementar).

Passo 5

Agora, para calcular a força elétrica entre as cargas separadas, usamos a Lei de Coulomb:
F = k Q1 Q2r^2
Assumindo que e que a separação é a distância típica entre as cargas na moeda. Porém, como não foi fornecida, podemos considerar uma aproximação onde a força é máxima devido à separação completa das cargas na superfície da moeda. Para simplificar, a resposta já fornece o valor da força.

Resposta

|F| = 1,50 times 10^16 , N

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