A diferença de potencial elétrico entre os pontos extremos de uma descarga elétrica durante uma tempestade é
. De quanto varia a energia potencial elétrica de um elétron que se move entre esses pontos? Dê a sua resposta entre (a) joules e (b) elétron-volts. (Dica: e
e
Passo 1
Então, galera! O problema fala sobre a diferença de potencial elétrico durante uma tempestade, que é de
volts. A gente precisa descobrir como essa diferença de potencial afeta a energia potencial elétrica de um elétron que se move entre esses pontos. Para isso, vamos precisar entender a fórmula da energia potencial elétrica e usar as dicas que o exercício nos deu sobre a carga do elétron e a relação entre joules e elétron-volts.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da fórmula básica da energia potencial elétrica:
Aqui,
é a variação da energia potencial elétrica,
é a carga elétrica do elétron, e
é a diferença de potencial elétrico.
Passo 3
Sabemos que a carga de um elétron é
coulombs. E a diferença de potencial que temos é
volts. Vamos substituir esses valores na fórmula:
Passo 4
Agora, vamos calcular essa multiplicação para encontrar a energia em joules:
Passo 5
Para converter essa energia para elétron-volts (eV), lembrando que
, fazemos:
Resposta
(a) A variação da energia potencial elétrica é
joules.
(b) A variação da energia potencial elétrica é
elétron-volts.