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Carga Elétrica É uma propriedade da matéria, assim como a massa. A carga elétrica macroscópica de um corpo surge em razão da diferença entre o número de prótons e elétrons, nesse caso dizemos que o corpo se encontra carregado ou eletrizado. Por outro lado, quando a quantidade de elétrons e prótons for a mesma, dizemos que o corpo está neutro. Portanto, mesmo quando neutros, os corpos ainda apresentam cargas elétricas, entretanto essas são balanceadas. Tipos de Carga Elétrica Existem dois tipos de carga elétrica, as positivas e as negativas. Ambas são definidas exclusivamente por sinais algébricos, por conversão atribui-se à carga do elétron o sinal negativo e à carga próton o sinal positivo. Unidade de Carga Elétrica A unidade de medida de carga elétrica é o Coulomb (C) como uma forma de homenagem ao físico francês Charles Augustin de Coulomb (1736 - 1806), responsável pela determinação da lei matemática que descreve a força de atração e repulsão entre cargas. Entretanto, a grandeza Coulomb não está listada como uma das grandezas fundamentais do (SI). Quantização A carga elétrica é quantizada, isto é, o módulo de carga de um corpo é determinado por um múltiplo inteiro de uma quantidade de carga: a carga fundamental (e) é o menor valor de carga elétrica que existe na natureza, trata-se da carga que pode ser encontrada nos prótons e elétrons, seu módulo é de aproximadamente 1,6 ⋅ 10−19C Como calcular Com base no módulo da carga fundamental, é possível descobrir qual é a quantidade de elétrons em falta ou em excesso para que um corpo apresente certa carga elétrica, observe: Q = n ⋅ ⅇ Q = Carga elétrica total (C) n = Número de elétrons em falta ou em excesso. e = Carga elétrica fundamental. 1,6 ⋅ 10−19C Usando a quantização das cargas elétricas, representada pela fórmula anterior, podemos calcular qual deve ser a quantidade de elétrons, em falta ou em excesso necessário para produzir uma carga elétrica total de 1,0 C em um corpo: 𝑄 = 𝑛 . 𝑒 1,0 = 𝑛 . 1,6 . 10−19 n = 1,0 1,6 .10−19 = 6,25. 10−19 O último resultado mostra que, para que um corpo fique carregado com 1,0 C de carga elétrica trata-se de uma enorme quantidade dessa carga. Devido às forças de atração e repulsão entre cargas elétricas, é natural que todos os corpos que estão ao redor estão eletricamente carregados, é necessário que ele receba ou doe elétrons para as suas vizinhanças. Além disso, não é possível eletrizar um corpo arrancando-lhe ou fornecendo-lhe prótons, uma vez que essas partículas são cerca de 1840 vezes mais massivas que os elétrons, além de encontram-se fortemente ligados a outros prótons, no núcleo atômico. Portanto, para que um corpo receba ou doa elétrons, é necessário que ele sofra, pelo menos, alguns dos três processos de eletrização: atrito, contato ou indução. Como saber a carga elétrica de um átomo Os átomos encontram-se geralmente neutros, e por isso a sua carga elétrica total é nula. No entanto, se os átomos forem ionizados, e tiveram seus elétrons arrancados, passarão a apresentar carga elétrica positiva, devido a sua carência de elétrons ou ao excesso de prótons. Átomos carregados positivamente são chamados de cátions, enquanto os átomos que recebem elétrons, e tornam-se negativos, são chamados de ânions. Podemos determinar a carga elétrica do núcleo atômico ou da eletrosfera por meio do seu número atômica Z. No exemplo a seguir, calculamos a carga elétrica de núcleo de hélio (Partícula a Z= 2), que apresenta dois prótons e dois neutros: 𝑄 = 𝑛 . 𝑒 Q = 2 (1,6 . 10−19) Q= 3,2 . 10−19 C
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