Biofísica 4. Electricidad 6 Electrostática

Electrostática 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.

Energía (U)

U = q * ΔV

donde

U = energía

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

ΔV = diferencia de potencial = 1V

reemplazando

U = 1 e * 1 V = 1 electrón-volt  < ------------- energía

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

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

Energía cinética (E_c)

E_c = ½ * m * v²

donde

E_c = energía cinética = 1 electrón-volt = 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 10⁵ m/s  < --------- velocidad del electrón

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

E_c = ½ * m * v²

donde

E_c = 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 10⁴ m/s  < --------- velocidad del deuterón