os momentos de dipolo elétrico das moléculas da água são medidos frequentemente em debyes (D), onde
. Por exemplo, o momento de dipolo de uma molécula do cloreto de hidrogênio gasoso é de
. Determine o torque máximo que uma molécula dessas pode sofrer em presença de um campo elétrico com intensidade de
.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que você precisa resolver! O enunciado fala sobre momentos de dipolo elétrico de moléculas, medidos em debyes (D). A gente vai trabalhar com física, mais especificamente com eletrostática. Para resolver isso, vamos precisar saber como calcular o torque que um dipolo experimenta em um campo elétrico. Vamos nessa!
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um dipolo elétrico. Uma molécula com dipolo elétrico tem duas cargas opostas separadas por uma distância. O momento de dipolo (
) é dado pelo produto da carga (
) pela distância (
) entre as cargas:
No nosso caso, o momento de dipolo é dado em debyes, onde
.
Passo 3
Sabendo que o torque (
) que um dipolo elétrico sofre em um campo elétrico (
) é dado pela fórmula:
Aqui,
é o módulo do momento de dipolo e
é a intensidade do campo elétrico. O torque máximo ocorre quando o dipolo está perpendicular ao campo elétrico, então podemos calcular usando:
Passo 4
Vamos calcular o momento de dipolo em unidades do Sistema Internacional. Sabemos que:
Então, para a molécula de cloreto de hidrogênio:
Passo 5
Agora, vamos aplicar a fórmula do torque máximo:
Substituindo os valores:
Resposta
O torque máximo que uma molécula de cloreto de hidrogênio pode sofrer em um campo elétrico de
é aproximadamente
.