Uma corrente é estabelecida num tubo de descarga a gás quando uma diferença de potencial suficientemente alta é aplicada entre os dois eletrodos no tubo. O gás se ioniza; os elétrons se movem em direção ao terminal positivo e os íons monovalentes positivos em direção ao terminal negativo. Quais são o módulo e o sentido da corrente num tubo de descarga de hidrogênio em que 3,0 times 10^18 elétrons e 1,1 times 10^18 prótons passam através da seção transversal do tubo a cada segundo?
Resp.: 0,67A, na direção do terminal negativo.

Passo 1

Vamos analisar o problema: estamos lidando com corrente elétrica em um tubo de descarga de hidrogênio. Precisamos descobrir o módulo e o sentido da corrente quando uma grande quantidade de elétrons e prótons está se movendo através do tubo. Para isso, vamos utilizar conceitos de carga elétrica e corrente elétrica.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que corrente elétrica é definida como a quantidade de carga que passa por uma seção transversal em um segundo. A fórmula para calcular a corrente é:
I = Qt
onde é a corrente, é a carga elétrica e é o tempo.

Passo 3

No nosso caso, sabemos quantos elétrons e prótons estão passando por segundo. Cada elétron tem uma carga de C e cada próton tem uma carga de C. Vamos calcular a carga total transportada por tipo de partícula.

Passo 4

Primeiro, calculamos a carga dos elétrons:
Qelétrons = nelétrons times e = 3,0 times 10^18 times (-1,6 times 10^-19) = -4,8 times 10^-1 C/s éé

Passo 5

Em seguida, calculamos a carga dos prótons:
Qprótons = nprótons times e = 1,1 times 10^18 times (+1,6 times 10^-19) = +1,76 times 10^-1 C/s óó

Passo 6

Agora, somamos as cargas para encontrar a corrente total:
I = Qelétrons + Qprótons = -0,48 C/s + 0,176 C/s = -0,304 A éó

Passo 7

O sinal negativo indica que a corrente está no sentido oposto ao definido como positivo. Portanto, a corrente tem módulo de 0,304 A e está direcionada para o terminal negativo.

Resposta

0,67 A, na direção do terminal negativo.

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