Questão 10
UNICAMP 2003
(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questão 10)
A fumaça liberada no fogão durante a preparação de alimentos apresenta gotículas de óleo com diâmetros entre 0.05 µm e 1 µm. Uma das técnicas possíveis para reter estas gotículas de óleo é utilizar uma coifa eletrostática, cujo funcionamento é apresentado no esquema abaixo: a fumaça é aspirada por uma ventoinha, forçando sua passagem através de um estágio de ionização, onde as gotículas de óleo adquirem carga elétrica. Estas gotículas carregadas são conduzidas para um conjunto de coletores formados por placas paralelas, com um campo elétrico entre elas, e precipitam-se nos coletores.
a) Qual a massa das maiores gotículas de óleo? Considere a gota esférica, a densidade do óleo e
b) Quanto tempo a gotícula leva para atravessar o coletor? Considere a velocidade do ar arrastado pela ventoinha como sendo 0,6 m/s e o comprimento do coletor igual a 0,30 m.
c) Uma das gotículas de maior diâmetro tem uma carga de (equivalente à carga de apenas 5 elétrons!). Essa gotícula fica retida no coletor para o caso ilustrado na figura? A diferença de potencial entre as placas é de 50 V, e a distância entre as placas do coletor é de 1 cm. Despreze os efeitos do atrito e da gravidade.
Gabarito:
Resolução:
a)
b) O movimento da gotícula, na direção perpendicular ao campo elétrico, é uniforme. Portanto:
c) Na direção do campo elétrico, o movimento é uniformemente variado, de aceleração
Dessa forma, a partícula não atravessa o coletor, ou seja, ela é retina no coletor.