Gabarito disponível
Texto-base:
Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.
Constante dos gases: R = 8 J/(mol·K). Pressão atmosférica ao nível do mar: P₀ = 100 kPa.
Massa molecular do CO₂ = 44 u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g·K).
1 cal = 4×10⁷ erg. Aceleração da gravidade: g = 10,0 m/s².
Assinale a alternativa que expressa o trabalho necessário para colocar cada uma de quatro cargas elétricas iguais, q, nos vértices de um retângulo de altura a e base 2a√2, sendo k = 1/4πε₀, em que ε₀ é a permissividade elétrica do vácuo.
Se precisar, utilize os valores das constantes aqui relacionadas.
Constante dos gases: R = 8 J/(mol·K). Pressão atmosférica ao nível do mar: P₀ = 100 kPa.
Massa molecular do CO₂ = 44 u. Calor latente do gelo: 80 cal/g. Calor específico do gelo: 0,5 cal/(g·K).
1 cal = 4×10⁷ erg. Aceleração da gravidade: g = 10,0 m/s².
Assinale a alternativa que expressa o trabalho necessário para colocar cada uma de quatro cargas elétricas iguais, q, nos vértices de um retângulo de altura a e base 2a√2, sendo k = 1/4πε₀, em que ε₀ é a permissividade elétrica do vácuo.
Resolução comentada
Energia eletrostática de quatro cargas iguais nos vértices de um retângulo a × 2a√2.
A diagonal mede √(a²+8a²)=3a. O trabalho é a soma das energias dos 6 pares: 2 lados de a, 2 lados de 2a√2 e 2 diagonais de 3a. Isso dá kq²[2/a + 1/(√2 a) + 2/(3a)] = k(16+3√2)q²/(6a).
Análise das alternativas
A, B, D e E) Erradas: resultam de erro na distância dos pares ou na contagem dos pares (são 6) e não coincidem com a soma 2/a + √2/(2a) + 2/(3a).
Referência: Energia potencial eletrostática de um sistema de cargas.
Resolução comentada do VaiConcursos.