Calcule a força entre duas esferas de cobre onde cada uma tem uma massa de 1 g e estão separadas por uma distância de 1 m , se a carga eletrônica de cada uma for
maior que a sua carga nuclear. A massa molar do cobre é 63,546 unidade de massa atômica e o número atômico do cobre é 29.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado manda a gente calcular a força elétrica entre duas esferas de cobre, cada uma com massa de 1 g, separadas por 1 m, sabendo que cada esfera está “com 1 % mais carga eletrônica do que carga nuclear”.
Conteúdo: elétrica (Lei de Coulomb), estrutura atômica (número atômico, carga do elétron), mol (massa molar e número de Avogadro).
O que vamos precisar:
Conteúdo: elétrica (Lei de Coulomb), estrutura atômica (número atômico, carga do elétron), mol (massa molar e número de Avogadro).
O que vamos precisar:
- Converter massa em número de átomos usando massa molar e
. - Calcular a carga líquida de cada esfera (excesso de elétrons = 1 % dos prótons totais).
- Aplicar a Lei de Coulomb:
com
e
.
Passo 2
Calcular quantos átomos tem em cada esfera.
- Massa da esfera:
. - Massa molar do Cu:
. - Número de mols:
- Número de átomos (
) = , com :
Passo 3
Calcular a carga líquida
de cada esfera.
- Cada átomo de Cu tem número atômico
, ou seja, 29 prótons (carga nuclear ). - Se tem 1 % mais elétrons, sobra um excesso de elétrons por átomo de
- Portanto, excesso total de elétrons na esfera =
- Como cada elétron tem carga
, a carga líquida é
Passo 4
Aplicar a Lei de Coulomb para duas cargas iguais a
, separadas por
:
Resposta
A força de repulsão entre as duas esferas é aproximadamente