Enunciado
Física - Randall D. Knight - Eletricidade e Magnetismo- Ed: 2º - Capítulo 31.Exercícios e Problemas - Ex. 71
Considere que os elétrons de condução de um metal possam ser tratados como as partículas clássicas de um gás ideal.
- Qual é a velocidade quadrática média dos elétrons do cobre à temperatura ambiente?
- Que distância um elétron percorre, em média, entre duas colisões sucessivas?
Passo 1
Falaaa, cara, tranquileba?
Para a)
Lembra da termodinâmica para analise dos micros, e daquela bendita relação de energia cinética com a energia da molécula? isto é:
Sendo velocidade do raio quadrático médio, e constante de Boltzmann
Pede-se
Passo 2
Portanto:
Passo 3
Para b)
O significado de caminho livre de um elétron depende do número de átomos por volume. O elétron vai colidir com outro átomo se este vier dentro de uma distancia r do átomo, isto é, se a distancia entre os dois raios for menos que 0.
Assim:, a formula para o caminho médio é:
Se se lembra bem:
Onde a área de colisões tem forma cilíndrica, assim: , e densidade eletrônica, sendo do metal ferro e cobre
Assiim:
Sendo para o átomo
Resposta
Para a)
Para b)