Revisão. Um íon K^+e um Cl^-são separados por uma distância de 5,00 times 10^-10 m. Supondo que ambos atuem como partículas carregadas, determine (a) a força que cada íon exerce no outro e (b) a energia potencial do sistema de dois íons em elétrons-volt.

Passo 1

O enunciado diz que temos dois íons, um K^+ e um Cl^-, separados por uma distância ,r = 5,00times10^-10,m. O conteúdo aqui é eletrostática: vamos usar a Lei de Coulomb para encontrar a força e a expressão da energia potencial eletrostática para dois pontos carregados. Precisamos também converter joules em elétron-volt, lembrando que 1,eV=1,602times10^-19,J.

Passo 2

Pela Lei de Coulomb, a força (módulo) entre duas cargas puntiformes é
F = k,|q1,q2|r^2,
onde k=8,99times10^9,Ncdot m^2/C^2, q1=+e e q2=-e com e=1,602times10^-19,C. Substituindo,
F = 8,99times10^9 ,(1,602times10^-19)^2(5,00times10^-10)^2 = 9,22times10^-10,N
O sinal negativo de q1q2 indica atração, mas escrevemos o módulo da força.

Passo 3

A energia potencial eletrostática do par é
U = k,q1,q2r = 8,99times10^9 ,(+e)(-e)5,00times10^-10 = -4,61times10^-19,J

Passo 4

Para converter de joule para elétron-volt, dividimos por e:
UeV = -4,61times10^-19,J1,602times10^-19,J/eV = -2,88,eV

Resposta

(a) F = 9,22times10^-10,N (atração)\n(b) U = -2,88,eV

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