A diferença de potencial elétrico entre a Terra e uma nuvem de tempestade é
. Qual é o módulo da variação da energia potencial elétrica de um elétron que se desloca da nuvem para a Terra? Expresse a resposta em elétrons-volts. R:
.
Passo 1
Então, a gente tem uma diferença de potencial elétrico entre a Terra e uma nuvem de tempestade que é de
volts. Vamos calcular a variação da energia potencial elétrica de um elétron que se move dessa nuvem para a Terra. Para isso, vamos usar conceitos de energia potencial elétrica e carregar um pouco sobre como elas funcionam.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar da fórmula da energia potencial elétrica (
):
Aqui,
é a carga elétrica do elétron e
é a diferença de potencial elétrico.
Passo 3
Sabemos que a carga de um elétron é negativa, mas como estamos interessados no módulo da variação da energia, vamos considerar apenas o valor absoluto da carga. A carga do elétron é:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na fórmula da energia potencial elétrica:
Passo 5
Fazendo a multiplicação dos números:
Passo 6
Mas a pergunta pede a resposta em elétron-volts (eV), não em joules. Sabemos que:
Passo 7
Então, vamos converter a energia de joules para elétron-volts dividindo pelo valor de
:
E como
, temos:
Resposta
O módulo da variação da energia potencial elétrica do elétron é
.
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Luís Quisito tem um grande cilindro cheio de hélio. Começa com um volume de 2 litros, uma pressão de
e uma temperatura de
. Ele diminui rapidamente o volume para um litro adiabaticamente. Então, ele espera que o gás esfrie de volta para
neste volume de um litro. Finalmente, ele expande o pistão lentamente até 2 litros, de modo que a temperatura do gás permaneça constante em 300 K. Os três processos formam um ciclo. Desenho os processos em um diagrama PV. Calcule
e
para cada etapa do ciclo e para todo o ciclo.
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(b)
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