Question

1) Um raio ocorre quando existe fluxo de cargas elétricas (principalmente elétrons) entre o solo e uma nuvem de tempestade. A taxa máxima de fluxo de cargas elétricas em um raio é aproximadamente igual a 20.000 C/s; esta descarga dura cerca de 100 s. Qual é a quantidade de carga que flui entre a Terra e a nuvem neste intervalo de tempo.

Answer 1

Sabendo que: 

/e/ = 1,6 . 10 ^ -19 C <=> Carga do elétron 

i = 20.000 C/s <=> Taxa máxima de fluxo de elétrons (Corrente) 

t = 100 . 10 ^ -6 <=> Tempo de Fluxo 

temos que: 

i = Q / t 

Q = i . t 

Q = 20.000 . 100 . 10 ^ -6 

Q = 2 C 

a carga total que fluiria durante esse tempo é de 2 Coulombs 

2 = n . /e/ 

n = 2 / /e/ 

n = 2 / (1.6 . 10 ^ -19) 

n = 1.25 . 10 ^ 19 elétrons ;) 

ou 

n = 12.500.000 trilhões de elétrons

Answer 2

Vamos começar observando o enunciado. O enunciado diz "fluxo de cargas elétricas", esse "fluxo" que ele tá dizendo são os elétrons que fluem entre a nuvem e o solo, se é assim, então tem corrente( que é o movimento ou fluxo de elétrons no meio condutor, que nesse caso é o ar). vamos chamar esse fluxo de:
$\Delta i$
O tempo que a corrente demora para fluir entre a nuvem e o solo é:
$t = {10}^{ - 4} s$
Existe a seguinte fórmula:
$\Delta i = \frac{\Delta q}{\Delta t}$
essa fórmula diz que a corrente é definida como sendo a carga pelo tempo. Como antes de tudo acontecer não existia fluxo de elétrons "corrente" nem os deltam somem porque não tem variação. a fórmula vira:
$i = \frac{q}{t}$
$q = i \times t$
$q = 20 \times {10}^{3} \times {10}^{ - 4} = 2 \: coulombs$
com isso você consegue saber a quantidade de cargas que são transferidas durantes esse intervalo. Essa quantidade é calculada pela seguinte fórmula:
$q = n \times e$
onde q é a carga que você já tem e vale 2 coulombs, n é o número de elétrons em falta na nuvem depois de serem transferidos pra terra( que é o que o enunciado tá perguntando) e "e" vale -1,6×10^-19C que é uma constante. Fazendo:
$n = \frac{q}{e} = \frac{2}{1.6 \times {10}^{ - 19} } = - 1.25 \times {10}^{19} eletrons$
$n = - 1.6 \times {10}^{19} eletrons$
ou seja.. elétrons em falta pra nuvem porque ela os cedeu pra terra.