Question

1. Uma partícula apresenta carga elétrica de -3,2.10-15 C. Essa partícula está com excesso ou falta de elétrons? Calcule essa diferença e marque a opção correta.
a) Excesso de elétrons e n= 2.104;
b) Falta de elétrons e n= 5.105; c) Excesso de elétrons e n= 8.106;
d) Falta de elétrons e n= 7.105;

Answer 1

Há elétrons em excesso na partícula e contém 20 000 elétrons, ou, em notação científica, 2 · 10⁴. Logo, a alternativa correta é a opção a) Excesso de elétrons e n = 2 · 10⁴.

Teoria

A carga elétrica é uma propriedade física fundamental que mede as interações eletromagnéticas, que pode ser medido com base na carga elementar e no número de prótons e elétrons.   A carga elétrica pode ser medida em Coulomb, que é uma unidade derivada do ampére e segundo.

Quando essa carga possui sinal negativo, isso indica que existem elétrons em excesso, quando contrário, possui falta de elétrons no corpo. Como curiosidade, é interessante saber que os elétrons cuja carga é negativa são chamados de ânions e os que tem carga positiva são os cátions.

Cálculo

Em termos matemáticos, a carga elétrica é dada pelo produto do número de elétrons pela carga elementar, tal como a equação abaixo:

$\sf Q = n \cdot e$  

Onde:  

Q = carga elétrica (em C);      

n = número de elétrons em falta ou em excesso;      

e = carga elementar (em C).

Aplicação

Em excesso ou em falta?

Como foi dito acima, quando a partícula possui carga cujo sinal é negativo, o corpo tem elétrons em excesso. Dessa forma, pelo fato de que o valor da carga apresentada é negativo, 3,2 · 10⁻¹⁵, a partícula possui elétrons em excesso.

Número de elétrons

Sabe-se, segundo o enunciado e os princípios da eletrostática:

$\sf \displaystyle \rightarrow \begin{cases} \sf Q = -\textsf{3,2 } \cdot 10^{\textsf{-15}} \textsf{ C} \\\sf n = \textsf{? el{\'e}trons} \\\sf e = -\textsf{1,6} \cdot 10^{\textsf{-19}} \textsf{ C}\\\end{cases}$

Perceba que o sinal da carga elementar se torna negativo pelo fato de já sabermos que a partícula possui elétrons em excesso.

Substituindo:

$\sf -\textsf{3,2} \cdot 10^{\textsf{-15}} = n \cdot (-\textsf{1,6} \cdot 10^{\textsf{-19}})$

Isolando n:

$\sf n = \dfrac{-\textsf{3,2} \cdot 10^{\textsf{-15}}}{-\textsf{1,6} \cdot 10^{\textsf{-19}}}$

Dividindo:

$\boxed {\sf n = \textsf{20 000 el{\'e}trons}} \textsf{ ou } \boxed {\sf n = 2 \cdot 10^{\textsf{4}}\textsf{ el{\'e}trons}}$

Espero que a resposta seja satisfatória e correta, bons estudos!

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