Oitava20122

Oitava Lista de Exercícios (2012/2)
Eletricidade, Magnetismo e Eletromagnetismo
Consulte (a) as seções 7.1 e 7.2 do livro de Biofísica do Duran ou (b) as páginas 12, 13 e 14 e o capítulo 5
(menos a seção 5.3!) do livro de Hilyard e Biggin ou (c) as seções 21.1 a 21.7 (páginas 354 a 366) do livro de
Okuno, Caldas e Chow. (os três livros tem cópias na xerox da ZooBot).
1) Num aparelho de banho térmico 5 litros de água passaram de 20 para 40°C em 2 minutos. Qual a potência
consumida para tal aquecimento? Se esse aquecimento ocorreu usando uma resistência elétrica ligada numa
tomada de 220 Volts, qual o valor da resistência?
2) Uma tomada de 220 Volts está associada a um disjuntor que desliga quando a corrente excede 15
Amperes. Caso um forno de microondas, um refrigerador e um banho térmico sejam ligados nessa tomada,
usando uma extensão, e as potências respectivas desses aparelhos forem 1,00, 1,00 e 2,00 kW, o que ocorrerá
com o disjuntor?
3) Um eletrodo de micropipeta, usado para medir o potencial elétrico dentro de uma célula, tem ponta de
comprimento a=3,0 mm e diâmetro interno 2,0 μm. Se o capilar estiver preenchido com uma solução de
NaCl de resistividade 4,0 Ω cm qual será a resistência da coluna do eletrólito?
4) Uma fibra nervosa consiste de um tubo, preenchido com um eletrólito de resistividade elétrica 0,6 Ωm,
rodeado por uma membrana com resistividade 4,0 107 Ωm e imerso num eletrólito de resistividade similar à
do que está no interior da fibra. O comprimento da fibra é 1,00mm, seu raio é 40 microns e a espessura de
sua membrana é 0,005 microns. Se uma diferença de potencial de 10 milivolts é aplicada numa das pontas
entre o interior e o exterior da fibra, qual será a voltagem na outra ponta?
5) O campo elétrico em uma membrana celular com 80 Angstrons é 7,5 x 106 N/C. O campo elétrico aponta
para o interior da célula. (a) Qual a força eletrica que atua num íon K+ dentro dessa membrana? (b) Qual o
peso desse íon K+? (A massa atômica do potássio é 39,1 Daltons.) (c) Qual o potencial elétrico de repouso da
célula (considere que fora da célula ele é zero)? (d) Qual a variação da energia potencial (em eV) desse íon
K+ quando entra na célula?
6) A capacitânciapor unidade de área de uma membrana biológica é da ordem de 2 x 10-2 F/m2 e sua permissividade elétrica relativa é 3,0. (a) Qual a espessura da membrana? (b) Se o potencial de repouso da célula for
–80 mV, qual é a densidade superficial de cargas na membrana?
7) Problema 7.33 do Durán.
Dados: Calor específico da água C=4,19x103J/K, Permissividade elétrica do vácuo ε0 = 8,85x10-12 F/m;
carga do elétron e = 1,60x10-19 C