Considere que o coração humano funciona como uma bomba que impulsiona o sangue por meio de impulsos elétricos gerados por células especializadas chamadas de células marca-passo. A diferenca de potencial elétrica necessária para um único batimento cardiaco é em tomo de 90 mD Suponha que para um batimento cardíaco, cerca de
ions sódio (
) são transportados através da membrana celular, cada um com uma carga
. Calcule a energia eletrica, em joules, necessária para um batimento cardiaco.
Passo 1
O enunciado diz que, para um batimento cardíaco, cerca de
íons
atravessam a membrana, cada um com carga
, sob uma diferença de potencial de aproximadamente
. O conteúdo aqui é energia elétrica associada ao transporte de carga, dado por
onde
é a carga total e
a diferença de potencial.
Passo 2
Calcular a carga total
transportada por um batimento:
Passo 3
Converter a diferença de potencial de milivolts para volts:
Passo 4
Calcular a energia elétrica
usando
:
Resposta
A energia elétrica necessária para um batimento cardíaco é aproximadamente