Enunciado
Física - Alaor Chaves- Ed: 1º - Capítulo 23.Exercícios e Problemas - Ex. 1
Considere uma célula voltaica de e , em que a solução de contenha desses íons. Calcule: (a) a carga total que a célula pode fornecer; (b) a energia elétrica total que se pode retirar da célula antes que ela seja recarregada.
Passo 1
Para você que gostava de química no ensino médio, essa é uma questão mais de química do que de física. Bora que vou te ajudar a resolver!
A reação química responsável por gerar a corrente elétrica que dá origem a pilha nesse problema é
A massa molar do cobre é . Assim, de cobre equivalem a
Pela proporção estequiométrica da reação:
Assim, a quantidade de elétrons que fluíram pela pilha em mols foi
Você deve saber também que 1 mol de elétrons equivale a elétrons, de modo que a quantidade de elétrons foi
Daí, basta multiplicar pela carga elementar que achamos a carga total:
Portanto,
Passo 2
Na seção 23.2.2 do livro foi apresentada essa célula voltaica (pilha) e a ddp dela é
Para achar a energia total fornecida pela pilha, basta multiplicar a ddp pela carga total que flui por ela:
Assim,