Física III ⇒ (Unicamp) Potêncial Elétrico

[Commodore]

A durabilidade dos alimentos é aumentada por meio de tratamentos térmicos, como no caso do leite longa vida. Es-ses processos térmicos matam os micro-organismos, mas provocam efeitos colaterais indesejáveis. Um dos métodos alternativos é o que utiliza campos elétricos pulsados, provocando a variação de potencial através da célula, como ilustrado na figura abaixo. A membrana da célula de um microrganismo é destruída se uma diferença de potencial de ΔVm = 1 V é estabelecida no interior da membrana, conforme a figura abaixo.

asa.png (8.99 KiB) Exibido 1780 vezes

a) Sabendo-se que o diâmetro de uma célula é 1 µm, qual é a intensidade do campo elétrico que precisa ser aplicado para destruir a membrana?
b) Qual é o ganho de energia em eV de um elétron que atravessa a célula sob a tensão aplicada?

Resposta

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A) 2 * 10^6 V/m e 2eV

Agradeço

[Ósmio]

Olá Commodore,

Repare na imagem da membrana da célula, nela, a ddp inicial é X, cai quando atinge a camada exterior, fica constante ao percorrer o interior e depois cai novamente. Perceba que, quando cai a primeira vez, o que resta deverá ser 1V para matar a célula. Se a queda é de dVm, o que é 1V, o total será de 2V. Assim:

[tex3]E=U/d=2V÷(1×10^{-6}m)=2×10^6V/m[/tex3]

O trabalho elétrico será:

[tex3]W_E=q×U[/tex3]

Se a carga de 1 elétron 1,6×10^(-19) C, mas 1eV é o equivalente ao mesmo valor, porém, em joule, basta pegar 1 e multiplicar pela ddp para achar o resultado em eV. Então:

[tex3]W_E=1×2=2eV[/tex3]