UPE 2024 (SSA 3) — questão 25 de Física

Enunciado em texto

Nas questões com respostas numéricas, considere o módulo da aceleração da gravidade como $g = 10{,}0\ \text{m/s}^2$, densidade da água $\rho = 1{,}0\ \text{g/cm}^3$, o módulo da carga do elétron como $e = 1{,}6 \times 10^{-19}$ C, massa do próton $m_p = 1{,}7 \times 10^{-27}$ kg, massa do elétron $m_e = 9{,}1 \times 10^{-31}$ kg, $\pi = 3$, constante de Planck $h = 6{,}6 \times 10^{-34}$ Js ou $4{,}14 \times 10^{-15}$ eVs e a velocidade da luz como $c = 3 \times 10^8$ m/s. 1 atm = $10^5$ Pa. 1 atm = $1{,}0 \times 10^5\ \text{N/m}^2$, 1 tonelada-força = $10^4$ N.

Os níveis de energia para átomos de hélio ionizados individualmente, isto é, átomos dos quais um dos dois elétrons foi removido, são ilustrados no diagrama de níveis de energia ao lado. Sabendo que os níveis de energia desses átomos hidrogenoides são dados por $E_n = (-13{,}6\,Z^2/n^2)$ eV, em que Z é o número atômico do átomo hidrogenoide e n é o nível de energia, identifique o estado de excitação cuja energia é −3,4 eV.

[Diagrama: eixo vertical E (eV). Níveis horizontais: n = 1 em −54,4; n = 2 em −13,6; n = 3 acima (sem valor marcado); outros níveis cada vez mais próximos até n = ∞ em 0, onde está escrito “átomo ionizado”.]

A) 1

B) 2

C) 3

D) 4

E) 5

(Enunciado e figura: SSA 3 — UPE 2024, Sistema Seriado de Avaliação — Universidade de Pernambuco.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade de Pernambuco (UPE).