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.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo e quais conceitos vamos usar. Temos uma diferença de potencial elétrico de volts entre a terra e uma nuvem de tempestade. Queremos descobrir qual é a variação da energia potencial elétrica de um elétron que se move da nuvem para a terra, e expressar essa energia em elétron-volts (eV).
Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula que relaciona a energia potencial elétrica ( ), a carga elétrica ( ) e a diferença de potencial ( ):
Além disso, sabemos que 1 elétron-volt (1 eV) é a energia que um elétron ganha quando se move através de uma diferença de potencial de 1 volt.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a carga do elétron. A carga de um elétron é:
Como queremos o módulo da variação da energia, podemos considerar o valor absoluto da carga:

Passo 3

Agora, aplicamos a fórmula da energia potencial elétrica:
Substituindo os valores que temos:

Passo 4

Vamos calcular esse produto:

Passo 5

Agora, precisamos converter a energia de joules (J) para elétron-volts (eV). Sabemos que:
Então, dividimos a energia em joules por essa quantidade para converter:

Resposta

A variação da energia potencial elétrica do elétron é elétron-volts (eV).

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