Exercícios Resolvidos de Fótons e Efeito Fotoelétrico

UFRRJ – Lista de Exercícios de Química Geral. Estrutura Atômica. Ex 1.36.

Consome-se 208,4 kJ para remover um mol de elétrons de átomos na superfície do rubídio metálico. Se o Rb é irradiado com luz de comprimento de onda 254 nm, qual a energia cinética máxima que os elétons ejetados devem ter?

Passo 1

A função trabalho é a energia necessária para remover um elétron de uma superfície metálica.

Se 208,4 kJ são necessários para remover um mol de elétrons, quantos J são necessários para remover um único elétron (função trabalho)?

6,022 . 10 23   x = 208,4 . 10 3

x = 3,46 . 10 - 19   J

Então a energia necessária para remover um único elétron de uma superfície de rubídio e dada por:

Φ = 3,46 . 10 - 19 J

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

A energia cinética de elétrons ejetados é dada por:

E k = h ν -   Φ = h . c λ - Φ

E a gente tem que:

h = 6,626 . 10 - 34 J . s

c = 3 . 10 8   m . s - 1

λ = 254   n m = 254 . 10 - 9   m  

Φ = 3,46 . 10 - 19 J

Então só precisamos aplicar a fórmula, ok?

Passo 3

Vamos lá:

E k = h . c λ - Φ

E k = 6,626 . 10 - 34 . 3 . 10 8 254 . 10 - 9 - 3,46 . 10 - 19

E k = 4,36 . 10 - 19   J

A energia cinética máxima que os elétrons deve ter é de 4,36.10-19 J.

Mas por que máxima? Porque utilizando a nossa fórmula de energia cinética a gente considera que toda energia do fóton não gasta para “soltar o elétron” foi convertida em energia cinética.

Então essa é a energia cinética máxima que os elétrons podem apresentar, numa situação ideal onde não ocorre perda de energia!

Flw.

Resposta

E k =   4 , 36 . 10 - 19   J .

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