Um precipitador eletrostático usa forças elétricas para remover partículas poluentes origi...

Um precipitador eletrostático usa forças elétricas para remover partículas poluentes originárias de fumaça, em particular fumaça expelida por usinas que queimam carvão. Um tipo de precipitador é constituído por um cilindro metálico oco vertical com um fio fino ao longo de seu eixo, que está isolado do cilindro (Figura P23.65). Uma grande diferença de potencial é aplicada entre o fio e o cilindro externo, mantendo-se o fio em um potencial mais baixo. Isso produz um forte campo elétrico orientado radialmente para o interior do cilindro. O campo elétrico produz uma região com ar ionizado nas vizinhanças do fio. A fumaça entra pela base do precipitador, as cinzas e a poeira absorvem elétrons e os poluentes carregados são acelerados para a parede externa do cilindro pelo campo elétrico. Suponha que o raio do fio central seja igual a 90,0 μm, o raio do cilindro oco seja igual a 14,0 cm e uma diferença de potencial de 50,0 kV seja estabelecida entre o fio e o cilindro. Suponha também que o cilindro e o fio possuam com-primentos muito maiores que o raio do cilindro, de modo que os resul-tados do Problema 23.61 possam ser usados. (a) Qual é o módulo do campo elétrico nos pontos situados na metade da distância entre o fio e a parede do cilindro? (b) Qual deve ser o módulo da carga sobre uma partícula de cinza com 30,0 μg para que o campo elétrico obtido no item (a) possa exercer sobre a partícula uma força dez vezes maior que seu peso?

Figura P23.65: