O desfibrilador é um equipamento que emite uma descarga elétrica na parede torácica de uma pessoa que apresente uma fibrilação auricular ou ventricular. Desfibriladores modernos acumulam carga até uma diferença de potencial de 4 kV e a descarregam essa quantidade de carga por uns 10 ms . Sabendo que existe uma norma que impõe uma corrente máxima de 10 A a ser transmitida a uma pessoa conectada a um desfibrilador, calcule a quantidade de elétrons que é transferida a pessoa.
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que a questão pede. Temos um desfibrilador que faz uma descarga de aproximadamente 10 ms (0,01 s) e que, por norma, não pode passar mais do que 10 A pelo corpo da pessoa. A ideia é descobrir quantos elétrons essa corrente de 10 A, ao longo dos 10 ms, vai transferir. O conteúdo aqui é Eletrostática e Corrente Elétrica: vamos usar a relação entre corrente, carga elétrica e tempo, e depois converter carga em número de elétrons.
Passo 2
Primeiro, lembra que corrente elétrica (
) é a taxa de variação de carga (
) no tempo (
). Em fórmula:
Daí a gente isola
:
Isto diz que, se passa 10 ampères por 0,01 s, a carga total transferida é produto desses valores.
Passo 3
Agora substituímos os números:
Logo
Isso significa que 0,1 C de carga elétrica passaram pela pessoa.
Passo 4
Para saber quantos elétrons
isso representa, usamos que cada elétron tem carga elementar
Como
é a soma das cargas de todos os elétrons:
Passo 5
Fazendo a conta:
Arredondando direitinho dá cerca de
elétrons.
Resposta
A quantidade de elétrons transferida na descarga de 10 ms, com corrente máxima de 10 A, é aproximadamente