NO ME SALEN
(APUNTES TEORICOS Y EJERCICIOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
ELECTRICIDAD
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6) Un electrón-volt es una unidad de energía igual a la energía cinética de un electrón que
ha sido acelerado, partiendo del reposo, con una diferencia de potencial de 1 V.
a) Calcular esta energía en joules.
b) ¿Cuál es la velocidad de un electrón cuya energía cinética es 1 electrón-volt?
c) ¿Cuál es la velocidad de un deuterón cuya energía cinética es de 100 eV, si su masa
equivale a la de dos protones? |
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Un electrón-volt -que se simboliza eV- es, efectivamente, una unidad de energía. Lógicamente, se trata de una unidad de energía muy pequeña, cuya utilidad práctica se sitúa en el reino de lo muy pequeño, o sea, las dimensiones moleculares y atómicas. El eV es la energía que le agrega a un electrón el estar sometido a una diferencia de potencial de 1 volt. El motivo es que cualquier carga aumenta su energía al encontrarse dentro de un campo eléctrico. Si te olvidaste del asunto podés encontrarlo acá, donde se explica esto:
(energía = carga x diferencia de potencial)
como en el caso del electrón su carga es e = 1,602 x 10-19 C, tenemos
1 eV = 1,602 x 10-19 C . 1 V = 1,602 x 10-19 C . 1 J/C
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Ahora, si esa cantidad de energía es puramente cinética, podemos calcular la velocidad del electrón y recordando que la energía cinética es:
EC = ½ m . v²,
y que la masa del electrón es
me = 9,109 x 10-31 kg.
Por lo tanto
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v = 6 x 105 m/s = 600.000 m/s |
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Lo mismo podemos hacer para el deuterón, que tiene la misma carga que el electrón pero positiva, y cuya masa es igual a la de dos protones, que son unas 1.800 veces más masivos que un electrón:
md = 2 . 1,672 x 10-27 kg
entonces, para una energía de 100 eV...
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Desafío: Esta vez no se trata de un desafío... es sólo un trabajito que te pido que hagas para que yo me quede más tranquilo... Por favor: fijate que la raíz de joule sobre kilogramo, sea igual a metro sobre segundo. No importa si tardás 30 segundos o 30 minutos. ¡Hacelo!
¡Ah! ¿No te fijarías, de paso, qué bicho raro es ese deuterón... y con qué se come? |
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Algunos derechos reservados.
Se permite su reproducción citando la fuente. Agradezco la corrección que me envió Facundo 12 libras menos. Última actualización dic-07. Buenos Aires, Argentina. |
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