A diferença de potencial elétrico entre a Terra e uma nuvem de tempestade é 1,2 cdot 10^9 V. 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: 1,2 GeV.

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 ( U = q times V ):
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:
q = 1,6 times 10^-19 , C

Passo 4

Agora, vamos substituir os valores na fórmula da energia potencial elétrica:
U = 1,6 times 10^-19 , C times 1,2 times 10^9 , V

Passo 5

Fazendo a multiplicação dos números:
U = 1,92 times 10^-10 , J

Passo 6

Mas a pergunta pede a resposta em elétron-volts (eV), não em joules. Sabemos que:
1 , eV = 1,6 times 10^-19 , J

Passo 7

Então, vamos converter a energia de joules para elétron-volts dividindo pelo valor de U = 1,92 times 10^-10 , J1,6 times 10^-19 , J/eV = 1,2 times 10^9 , eV :
U = 1,2 , GeV
E como , temos:

Resposta

O módulo da variação da energia potencial elétrica do elétron é .

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