Um feixe de partículas está dirigido a um tanque de hidrogêneo líquido. Se o tanque tem comprimento 50 cm e a densidade do líquido for
, qual é a densidade do alvo (número/área) de átomos de hidrogênio visto pelas partículas incidentes?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um feixe de partículas que está indo direto para um tanque de hidrogênio líquido. O tanque tem 50 cm de comprimento e a densidade do líquido é
. Nosso objetivo aqui é descobrir qual é a densidade do alvo, ou seja, quantos átomos de hidrogênio existem por área que as partículas estão passando. Para isso, vamos precisar entender conceitos de densidade de massa, densidade de número e como relacionar isso com a área.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a densidade de número dos átomos de hidrogênio no líquido. A densidade de número nos diz quantos átomos existem em um determinado volume. Sabemos que a densidade de massa do hidrogênio líquido é
. Para encontrar a densidade de número, precisamos usar a massa molar do hidrogênio e a constante de Avogadro.
A massa molar do hidrogênio (
) é aproximadamente
. A constante de Avogadro (
) é
.
A fórmula para a densidade de número (
) é:
Substituindo os valores:
Passo 3
Agora que sabemos a densidade de número dos átomos de hidrogênio, vamos determinar a densidade do alvo visto pelas partículas incidentes, que é a quantidade de átomos por área que as partículas encontram ao atravessarem o tanque.
Para isso, multiplicamos a densidade de número (
) pelo comprimento (
) do tanque. A fórmula fica:
Onde:
Substituindo os valores:
Resposta
A densidade do alvo de átomos de hidrogênio vista pelas partículas incidentes é aproximadamente
.