Enunciado

A molécula de água, H 2 O , possui uma configuração de cargas que pode ser representada qualitativamente como na Figura 16.9. Os dois átomos de H perdem seus elétrons para o átomo de O , de forma que este fica com uma carga líquida - 2 e , enquanto cada átomo de H fica reduzido a um próton com carga + e . Para distâncias bastante maiores que o diâmetro da molécula, o campo elétrico gerado pela mesma equivale ao de um dipolo elétrico. Os dois prótons são substituídos por uma carga + 2 e situada no ponto médio entre os prótons da Figura 16.8, e toda a carga 2 e do íon O 2 - é posicionada sobre a mediatriz da linha que liga os dois prótons. O valor medido do dipolo é p = 6,2 × 10 - 30   C ⋅ m . Calcule (A) a distância entre o centro das cargas positivas + 2 e e o centro das cargas negativas - 2 e ; (B) o campo elétrico no ponto da Figura 16.8 acima do centro da molécula 0,5   n m .

Passo 1

Eae galera! Belezinha? Vamos lá! A carga do dipolo que a questão nos dá é de:

p = 6,2 ⋅ 10 - 30   C ⋅ m

Sabemos que a formula do dipolo é dada por:

p = q d

Logo,

d = p q = p 2 e = 6,2 ⋅ 10 - 30 2 e = 1.94 ⋅ 10 - 11   m = 19.4   p m

Passo 2

Para acharmos o campo elétrico, vamos calcular a partir da formula padrão usando a carga do dipolo.

E = 1 2 π ϵ o ⋅ p z 3

Sendo z o centro da molécula. Logo,

E = 1 2 π ϵ o ⋅ p z 3 = 8.92 ⋅ 10 8   N / C

Resposta

A ) d = 6.2 ⋅ 10 - 30   C ⋅ m

B ) E = 8.92 ⋅ 10 8   N / C

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