ionização das moleculas

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
CAMPUS PRAÇA XI
 CURSO DE ENGENHARIA
Física Experimental III
Ionização das moléculas de ar submetidas à ação de campo elétrico
Rio de Janeiro, março de 2016.
Resumo 
Essa experimentação foi realizada com intuito de visualizar e descrever o movimento das cargas elétricas na presença de um campo elétrico (vento elétrico). Com ele conseguimos visualizar a movimentação dos íons da chama atraídos pelas placas de metal. 
Introdução 
A carga elétrica de um corpo pode ser descrita como sendo o desequilíbrio entre a quantidade de prótons e elétrons deste, afinal, quando estão em equilíbrio a carga elétrica será nula. Do contrário, quando há desequilíbrio, eles podem ter carga positiva (quando houver um número menor de elétrons) ou negativa (número de elétrons maior que número de prótons).
A falta ou excesso de elétrons em um corpo é conseqüência do fato dos elétrons serem dinâmicos, possuindo a capacidade de se transferirem de um corpo a outro, bem como locomoverem-se na eletrosfera do próprio átomo. Sendo assim, quando um corpo, originalmente neutro, passa a ter carga positiva ou negativa, significa que ele perdeu ou ganhou elétrons, respectivamente. Quando isso ocorre este passará a ter uma carga Q, que pode ser calculada por meio da equação da Figura 1, onde “n” é o número de elétrons; “e” é a carga elementar de valor |e|= 1,6 * 10-19C. Sendo Q representado pela unidade de medida Coulomb (C).
 
 		Figura 1: Fórmula para cálculo de carga
A Lei de Coulomb diz respeito ao princípio fundamental da eletricidade. Essa Lei afirma que o módulo da força de duas cargas puntiformes, será sempre proporcional ao produto do módulo das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância entre os módulos. 
Sempre a intensidade da força de duas cargas, de dimensões irrelevantes, irá depender do módulo das cargas, da distância que separa as cargas e do local em que as cargas se encontram. 
A expressão matemática dessa força é expressa conforme mostra a Figura 2, onde Q1 e Q2 são cargas elétricas em módulo e K é a constante eletrostática que, no SI para as cargas situadas no vácuo, é indicada por Ko, que vale 9 * 109 N * m2 /C2. A unidade de medida da força elétrica é F é Newton (N).
 
 		Figura 2: expressão matemática Lei de Coulomb
Também são princípios fundamentais da Lei de Coulomb:
Num sistema eletricamente isolado a soma algébrica das cargas positivas e negativas permanece sempre constante;
Cargas elétricas de mesmo sinal se repelem e de sinais opostos se atraem. 
Experimental 
Material utilizado: 
• 01 gerador eletrostático, gerador de Van de Graff, 400 kV de correia com sistema de segurança por corrente de baixa amperagem; 
• 01 capacitor de placas paralelas; 
• 01 vela; 
• 02 conexões elétricas com pinos de pressão; 
Nesta atividade recebemos um capacitor de placas paralelas que foi ligado ao gerador de Van de Graff por meio de duas conexões elétricas com pinos de pressão. Um fio foi aterrado e o outro conectado no gerador. Foi posta uma vela acessa entre as placas do capacitor e ligado o gerador, conforme Figura 3, no intuito de visualizarmos a movimentação das cargas na presença do campo elétrico gerado.
	Figura 3: Representação do experimento
Resultados obtidos 
Ao ligarmos o gerador de Van de Graff, conectado ao capacitor, geramos um campo elétrico entre as placas do capacitor. Após alguns segundos, observamos a criação de uma corrente de ar, denominada “Vento Elétrico”. 
 Vento Elétrico são as cargas positivas, no pólo esquerdo, atraindo intensamente os elétrons das partículas de ar vizinhas. Durante esse processo, alguns desses elétrons se desprendem, de modo a carregarem as partículas positivamente. 
Na experiência, as partículas carregadas (ou íons repelidos pelas cargas do pólo esquerdo) deslocaram-se para a direita arrastando consigo varias partículas de ar e formando o “Vento Elétrico”. Desta forma, a chama da vela, que também estava posicionada entre as placas do capacitor, se inclinou para um pólo, forçada pelo “Vento Elétrico”, conforme nos mostram as Figuras 4 e 5.
Figura 4: Vela entre o capacitor antes da geração do campo elétrico.
Figura 5: Vela entre o capacitor durante a presença do “Vento Elétrico”.
Conclusão 
Pode-se concluir que o experimento atingiu o objetivo proposto para o aprendizado, pois, através de uma configuração simples, conseguiu-se visualizar com clareza a formação dos íons de ar ou “Vento Elétrico”. Este Vento foi gerado pelo campo elétrico produzido e visualizado através do comportamento da chama da vela, que quase “deitou-se”.