Questão 40064
FUVEST 2007
(FUVEST - 2007 - 2 fase - Questão 8)
O plutônio (238Pu) é usado para a produção direta de energia elétrica em veículos espaciais. Isso é realizado em um gerador que possui duas placas metálicas, paralelas, isoladas e separadas por uma pequena distância D. Sobre uma das placas deposita-se uma fina camada de 238Pu, que produz 5 × 1014 desintegrações por segundo. O 238Pu se desintegra, liberando partículas alfa, das quais alcança a outra placa, onde são absorvidas. Nesse processo, as partículas alfa transportam uma carga positiva Q e deixam uma carga -Q na placa de onde saíram, gerando uma corrente elétrica entre as placas, usada para alimentar um dispositivo eletrônico, que se comporta como uma resistência elétrica R = 3,0 × 109
.
Estime
a) a corrente I, em amperes, que se estabelece entre as placas.
b) a diferença de potencial V, em volts, que se estabelece entre as placas.
c) a potência elétrica PE, em watts, fornecida ao dispositivo eletrônico nessas condições.
NOTE E ADOTE
O 238Pu é um elemento radioativo, que decai naturalmente, emitindo uma partícula alfa (núcleo de 4He).
Carga Q da partícula alfa = 2 × 1,6 × 10-19 C
Gabarito:
Resolução:
a) A intensidade de corrente elétrica devido a movimentação das placas será de:
Caso seja considerado que a corrente entre as placas seja formada apenas pelas cargas que saem das pastilhas do plutônio atingindo a placa esquerda, seria apenas o valor de i1. Ainda, a corrente externa que passa pelo resistor continuaria sendo itotal.
b) Pela 1ª Lei de ohm:
c) A potência elétrica no equipamento: