SERIE 1

SERIE DE EJERCICIOS DE QUÍMICA (1216)
(Basada en reactivos de exámenes colegiados)

Tema I: Introducción a la Química y a la Estructura Atómica
Semestre 2011-2
Experimento de Thomson
1. Un protón con energía cinética de 8,48x10-19 [J] entra en una cámara, moviéndose
perpendicularmente a un campo magnético de 1,2 [mT]. Calcule la fuerza magnética
que actúa sobre el protón.

2. En un experimentocomo el de Thomson, se mantuvo constante la corriente y se
determinaron los datos siguientes:
Ec[J] x 1018
r[m] x 103

70

140

210

280

350

420

490

11,4215 22,8431 34,2647 45,6863 57,1078 68,5294 79,9510

Empleando la información que da la totalidad de los puntos, determine la fuerza
centrípeta que se ejerce sobre los electrones.
Fc = 1,2257x10-14 [N]

3. Un protón incide sobre la tierra conuna rapidez de 1x106 [m·s-1] en dirección
perpendicular al campo magnético terrestre de 1,3x10-6 [T]. Calcule:
a) El radio de la trayectoria resultante.
b) La aceleración centrípeta.

4. Un haz de iones de carga unitaria (1+) y masa de 1,1627x10-26 [kg], se acelera por
una diferencia de potencial de 400 [V] que se establece entre el ánodo y el cátodo. A
continuación, los iones entran a una regióndonde existe un campo magnético
uniforme de 300 [mT], perpendicular a la dirección de su movimiento. Determine el
radio de su trayectoria circular.
r = 2,5398 [cm]

5. En un tubo de descarga se determinó la relación entre la carga (q) y la masa (m)
de los rayos canales (protones), los resultados son los siguientes:
I [A]
48,86
73,29
97,72 146,59
r[m]
0,06
0,04
0,03
0,02
Donde I = corriente eléctricay r = radio de la trayectoria circular.
Considere que se trabajó con 250 [V], 130 vueltas de conductor en las bobinas de
Helmholtz y 0,15 [m] para el radio de las mismas. Determine:
a) El modelo matemático lineal que relaciona r2 = f(I–2).
b) La relación q/m de los rayos canales (protones).

6. Cuando un haz de rayos catódicos pasa perpendicularmente a través de un campo
magnético de 0,7 [mT] sedesvía con un radio de curvatura de 56,8561x10-3 [m]. Se
desea que el haz de rayos catódicos recupere su trayectoria recta aplicando un
campo eléctrico (E) perpendicular a la trayectoria del haz y al campo magnético.
Calcule la magnitud que deberá tener el campo eléctrico aplicado.
E = 4 900 [N·C-1]

7. Al realizar el experimento de Thomson en un aparato con unas bobinas de 15 [cm]
de radio y 130vueltas de conductor, se determinaron los valores siguientes cuando se
aplicó una corriente eléctrica de 1,06 [A].
Diámetro
[cm]

Voltaje
[V]

11,0

200

10,5

186

10,0

170

9,5

154

9,0

146

8,5

136

8,0

126

Escriba el modelo matemático lineal que se deriva de este experimento y calcule la
relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos.

8. En un experimento como el de Thomson,inicialmente un haz de electrones que se
mueve perpendicularmente a un campo magnético de 7x10-4 [T], tiene una velocidad
de 7x106 [m·s-1]. Determine la aceleración centrípeta que se ejerce sobre los
electrones, cuando el voltaje de aceleración disminuye a un séptimo de su valor
inicial, V = (1/7)Vo.
ac = 325,7341x1012[m·s-2]

9. Un ion de 28 [uma] que posee dos cargas positivas, se acelera conuna diferencia
de potencial de 700 [V] y se hace pasar perpendicularmente a través de las líneas de
flujo de un campo magnético de 0,7 [T]. Determine el momento angular del ion cuando
atraviesa dicho campo magnético.

10. En un experimento como el de Thomson, se obtuvieron los resultados siguientes:
Fm [N]
v [m·s-1]
9,4145 x 10-16
6,5 x 106
10,1387 x 10-16
7 x 106
11,5871 x 10-16
8 x 106
13,0355 x10-16
9 x 106
Donde Fm es la fuerza magnética ejercida sobre los electrones y v es la velocidad de
los mismos. El ángulo entre el vector velocidad y el vector campo magnético es de
90º. Utilizando las cuatro parejas de datos y el método de los mínimos cuadrados,
calcule el campo magnético aplicado.
B = 9,0401x10-4 [T]

11. Un protón que es acelerado por una diferencia de potencial de 280 [V],...