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Questão 32

AFA 2021
Física

(AFA - 2021)

O ozônio (O3) é naturalmente destruído na estratosfera superior pela radiação proveniente do Sol.

Para cada molécula de ozônio que é destruída, um átomo de oxigênio (O) e uma molécula de oxigênio (O2) são formadas, conforme representado abaixo:

Sabendo-se que a energia de ligação entre o átomo de oxigênio e a molécula O2 tem módulo igual a 3,75 eV, então o comprimento de onda dos fótons da radiação necessária para quebrar uma ligação do ozônio e formar uma molécula O2 e um átomo de oxigênio vale, em nm

 

 

A

50

B

100

C

150

D

300

Gabarito:

300



Resolução:

Vamos começar convertendo eV em J. 

Utilizando a relação: 1 eV = 1,6 	imes 10^{-19} J, basta pegarmos a energia fornecida na questão e multiplicar por 1,6 	imes 10^{-19}J

(3,75)	imes(1,6 	imes 10^{-19} J) = 6 	imes 10^{-19} J

Essa é a energia de ligação do oxigênio com a molécula O_{2}.

Agora vamos calcular o comprimento de onda associado ao fóton que tem essa energia para quebrar a ligação. Temos que a energia do fóton é: 

E =hf

Sendo h a constante de Planck, que tem um valor aproximado de 6	imes10^{-34}  J/s, a e f a frequência do fóton. 

Como o fóton é uma onda, e sabendo que a  fórmula para calcular a velocidade de uma onde é v=lambda f, podemos substituir f por f=frac{v}{lambda }. Se estamos falando de uma luz, a velocidade da luz é C = 3	imes10^{8}.

Substituindo na equação da energia, teremos: 

E=hfrac{C}{lambda }

isolando o lambda:

lambda = frac{hC}{E} = frac{(6	imes10^{-34}) 	imes(3	imes10^{8)}}{6	imes10^{-19}}=frac{18	imes10^{-26}}{6	imes10^{-19}}

lambda =3	imes10^{-7}  m

A questão pede o comprimento de onda em nm, logo: 

1  m =1	imes10^{9}  nm

3	imes10^{-7}  m =3	imes10^{2}  nm

lambda =300  nm

LETRA D.

 

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