A determinação da massa da molécula de insulina é parte do estudo de sua estrutura. Para medir essa massa, as moléculas de insulina são previamente ionizadas, adquirindo, cada molécula, a carga de um elétron. Esses íons (I ) são liberados com velocidade inicial nula a partir de uma amostra submetida a um potencial V = -20 kV. Os íons são acelerados devido à diferença de potencial entre a amostra e um tubo metálico, em potencial nulo, no qual passam a se mover com velocidade constante. Para a calibração da medida, adiciona se à amostra um material padrão cujas moléculas também são ionizadas, adquirindo, cada uma, a carga de um elétron; esses íons (P) têm massa conhecida igual a 2846 u. A situação está esquematizada na figura.
a) Determine a energia cinética E dos íons, quando estão dentro do tubo.
O gráfico abaixo mostra o número N de íons em função do tempo t despendido para percorrerem o comprimento L do tubo. Determine
b) a partir dos tempos indicados no gráfico, a razão Rⅴ = Vₗ/V🇵 entre os módulos das velocidades Vₗ, de um íon de insulina, e V🇵, de um íon P, em movimento dentro do tubo;
c) a razão Rm = mₗ/m🇵 entre as massas mₗ e m🇵, respectivamente, de um íon de insulina e de um íon n de insulina e de um íon P;
d) a massa mₗ de um íon de insulina, em unidades de massa atômica (u).
Note e adote:
A amostra e o tubo estão em vácuo.
u = unidade de massa atômica.
Carga do elétron: e =
1,6 X 10⁻¹⁹C
1 μs = 10⁻⁶s