Pressão eletrostática: o que é e quais são suas características

O mundo da eletricidade é emocionante. Desde o funcionamento de uma bateria até a emissão de neurônios dentro do corpo humano, este conjunto de Fenômenos físicos relacionados à presença e fluxo de cargas nos permitem, como seres vivos, pensar, mover e existir.

No plano social, a eletricidade também nos proporcionou uma quantidade inestimável de recursos: transporte, iluminação, ar condicionado e informática, o que se dirá em breve.

É muito curioso saber que todas as células vivas em nosso corpo têm sua própria carga elétrica. Como a concentração de sais é diferente no ambiente intracelular e extracelular (cálcio, cloro, sódio, potássio, etc.) uma carga elétrica e uma diferença de potencial são estabelecidas entre os dois meios, um termo conhecido como " membrana".

A variação nos potenciais das membranas nas células do corpo nos permite pensar (sinapse elétrica no nível neuronal) para contrai um músculo voluntário, devido à transmissão de potenciais de ação e hiperpolarização ou despolarização em cada processo específico. Como você pode ver, a eletricidade vai muito além de uma bateria: fique conosco e

descubra tudo sobre pressão eletrostática.

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Quais são os princípios básicos da eletrostática?

Eletrostática é definida como o ramo da ciência que estuda os efeitos mútuos que ocorrem entre os corpos como resultado de suas cargas elétricas.. Todos os objetos na Terra são feitos de átomos, as menores unidades constituintes da matéria com as propriedades de um elemento químico. Em repouso, as cargas positivas do núcleo atômico (99,94% do peso total) se equilibram com as cargas negativas dos elétrons circundantes, de modo que o objeto é considerado em repouso.

Quando um átomo perde ou ganha elétrons, ele adquire uma carga elétrica positiva ou negativa. Por convenção comum, quando um átomo perde um ou mais elétrons, ele é considerado "carregado positivamente" (uma vez que os prótons são carregados positivo e eles são mais numerosos do que os elétrons negativos), enquanto se o átomo integra elétrons, ele passa a ter uma carga negativa. A partir daqui, ambos são chamados de íons, sejam eles positivos ou negativos.

Quando um átomo ou molécula adquire uma carga, ele é automaticamente influenciado por campos eletromagnéticos e os gera por si mesmo.. Com base nessa premissa, podemos descrever muitos fenômenos biológicos, como ligações químicas. Por exemplo, a ligação iônica, que consiste na transmissão de elétrons de um átomo metálico (menos eletronegativo) para outro não metálico (mais eletronegativo).

O que é pressão eletrostática?

Entrando na farinha, tememos não poder dar uma definição muito exata deste termo, pois parece estar um pouco fora de uso na comunidade científica. Vários portais usam a palavra "pressão eletrostática" para designar a força elétrica de atração ou repulsão entre partículas com carga elétrica diferente ou idêntica, respectivamente.

Se abraçarmos este termo, veremos que o mais correto para se referir a este fenômeno eletrostático é "força elétrica". A força elétrica ou pressão eletrostática será então a força que aparece entre duas ou mais cargas, cujo módulo depende do valor das cargas e da distância que as separa (e o sinal depende de cada carregar). Este conglomerado terminológico pode ser resumido nos seguintes pontos:

• Átomos ou moléculas carregadas sofrem uma força de atração ou repulsão ao se aproximar. Dois íons com a mesma carga se repelem, mas se um for positivo (+) e o outro negativo (-) eles se aproximam.
• O valor da força ou pressão eletrostática é proporcional ao produto do valor de suas cargas.
• Por outro lado, o valor dessa força é inversamente proporcional ao quadrado da distância que separa os átomos carregados e atua na direção da linha que os une.

Hoje, Essas postulações estabelecidas no campo da física estão incluídas sob a égide da Lei de Coulomb., enunciada pelo físico francês Charles-Augustin de Coulomb no ano de 1785. Esses aplicativos podem ser coletados na seguinte fórmula:

Nesta fórmula, F se refere à força elétrica total ou pressão eletrostática, k é a constante de Coulomb, q1 e q2 são os valores das cargas dos átomos mencionados (em coulombs) er a distância entre as duas cargas em metros em quadrado. Como nota, deve-se notar que a unidade “coulomb” ou “coulomb” é definida como a quantidade de carga transportada em um segundo por uma corrente de um ampere da intensidade da corrente elétrica.

O resultado desejado (F) representa a força atrativa ou repulsiva em Newtons entre átomos ou moléculas eletricamente carregados.. A força elétrica ou pressão eletrostática é uma grandeza vetorial, portanto, além do cálculo do módulo, deve-se estimar sua direção e direção. Se tivermos apenas dois átomos em jogo, a direção da força elétrica estará alinhada com a linha que une as duas cargas. Por outro lado, dependendo do sinal do átomo, o significado pode ser de atração (+/-) ou de repulsão (+ / +, - / -).

Com base em todas essas premissas, pode-se tirar uma série de conclusões tão claras quanto fascinantes: cargas com o mesmo sinal experimentam uma força elétrica que tende a separá-los, cargas com um sinal diferente experimentam uma força que tende a uni-los e quanto mais próximos estão os átomos carregados, maior o módulo da força elétrica de atração ou repulsão.

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Limitações da lei de Coulomb

Apesar de ser uma revolução na sua época e continuar em vigor até hoje, deve-se destacar que A lei de Coulomb também relata certas limitações. Entre eles, encontramos o seguinte:

• As cargas devem apresentar distribuição esférica simétrica.
• As cargas não devem se sobrepor.
• As cargas devem ser estacionárias em relação umas às outras.
• Para distâncias muito pequenas (na ordem do tamanho dos átomos), as forças eletrostáticas são superadas por outras, como forças nucleares fortes ou fracas.

A utilidade biológica da pressão eletrostática

O fato de haver átomos positivos e negativos não é útil apenas no nível do conhecimento. Por exemplo, os íons são essenciais para o funcionamento dos sistemas biológicos, tanto no nível muscular quanto neurológico, e em todas as tarefas orgânicas. Vejamos um caso concreto em que o potencial elétrico é transformado em atos tangíveis.

Quando um músculo está em repouso, as forças de atração entre a actina e a miosina que o compõem são inibidas. Se desenvolvermos o desejo de realizar um movimento específico (como franzir a testa), emitimos um potencial de ação no nível do cérebro (uma onda de descarga elétrica) que viaja através das sinapses neuronais para a membrana do neurônio motor (neurônio motor) relacionado ao músculo que queremos contrato.

Esses potenciais elétricos fazem com que o neurônio motor libere uma mensagem química para o tecido muscular, transformando esta ordem na liberação de acetilcolina que se liga aos receptores da membrana do músculo. Essa mudança no potencial de membrana na superfície do músculo permite a abertura de canais dependentes de íons dentro das células., que se traduz em um influxo maciço de íons cálcio (Ca 2+) após uma série de etapas, alterando a conformação da actina e miosina muscular e permitindo a contração.

Retomar

Como você pode ver, as pressões eletrostáticas ou forças elétricas estão por toda parte. A eletricidade não apenas modula o comportamento de uma lâmpada ou bateria, mas, no sentido mais amplo da palavra, nos permite transmitir sinais nervosos a todas as partes do nosso corpo e responder aos estímulos ambientais da forma mais eficaz possível.

No final das contas, tudo é um jogo de cargas: átomos ou moléculas com a mesma carga se repelem, enquanto aqueles com cargas diferentes são atraídos, de preferência com uma força em uma direção linear que será maior quanto mais próximos os dois estiverem corpos. Com essas premissas, podemos descrever ligações como iônicas e covalentes ou o potencial das próprias membranas celulares, portanto, da própria vida e da organização atômica dos seres vivos. Sem dúvida, sem eletricidade não somos nada.