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Enunciado

Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 41.1 - Ex. 25

  1. Use o resultado do Problema 23 e a energia de Fermi de 7,00   e V do cobre para estimar a energia que seria liberada pelos elétrons de condução de uma moeda de cobre com uma massa de 3,10   g se fosse possível “desligar” bruscamente o princípio de exclusão de Pauli. (b) Essa energia seria suficiente para manter acesa durante quanto tempo uma lâmpada de 100   W ? (Nota: não existe nenhuma forma conhecida de anular o princípio de exclusão de Pauli!)

Passo 1

Para resolvermos esse problema, vamos utilizar o resultado do exercício 41-23 e após isso usaremos a relação para potência para encontrarmos o tempo em que deixaria acesa uma lâmpada.

Passo 2

  1. Utilizando a sugestão do enunciado, temos que

    2. E = N ⋅ E m é d = m M N A ⋅ 3 5 ⋅ E F =

    = 3,1   g 63,54   g / m o l / 6,02 × 10 23   m o l - 1 ⋅ 3 5 ⋅ 7,0   e V ⋅ 1,6 × 10 - 19 J e V = 1,97 × 10 4   J

    Passo 3

  2. Temos que o tempo pode ser obtido pela relação da potência de um dispositivo. Logo

t = E P

Sabemos que 1   W = 1   J / s . Assim, substituindo na equação

t = 1,97 × 10 4   J 100 J s = 197   s

Resposta

  1. E = 1,97 × 10 4   J
  2. t = 197   s
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