Biofísica 4 Electricidad (20) 6. Electrostática

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.

 

U = q ΔV

 

donde

U = energía

q = carga del electrón = 1 e = 1,602 x 10^-19 C

ΔV = diferencia de potencial = 1 V

 

reemplazando

U = 1 e 1 V = 1 electrón-volt

U = 1,602 x 10^-19 C 1 V = 1,602 x 10^-19 J 

1 eV = 1,602 x 10^-19 J 

 

b. ¿Cuál es la velocidad de un electrón cuya energía cinética es 1 electrón-volt?

 

Ec = 1 / 2  m v^2

 

donde

Ec = energía cinética = 1 eV = 1,602 x 10^-19 J

m = masa del electrón = 9,109 x 10^-31 kg

v = velocidad

 

reemplazando y despejando v

v = (1,602 x 10^-19 J / (1/2 * 9,109 x 10^-31 kg)^1/2 = 5,9 x 10^5 m/s

 

c. ¿Cuál es la velocidad de un deuterón cuya energía cinética es de 100 eV, si su masa equivale a la de dos protones?

 

Ec = 1/ 2  m  v^2

 

donde

Ec = energía cinética = 100 electrón-volt = 1,602 x 10^-17 J

m = masa del deuterón = 2 masa del protón = 2 * 1,672 x 10^-27   kg

v = velocidad

 

reemplazando y despejando v

v = (1,602 x 10^-17 J / (1/2 * 2 * 1,672 x 10^-27   kg)^1/2 = 9,8 x 10^4 m/s