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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(a)
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(b)
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