Questão 6 (3º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2012

Em 1963, Hodgkin e Huxley receberam o prêmio Nobel de Fisiologia por suas descobertas sobre a geração de potenciais elétricos em neurônios. Membranas celulares separam o meio intracelular do meio externo à célula, sendo polarizadas em decorrência do fluxo de íons. O acúmulo de cargas opostas nas superfícies interna e externa faz com que a membrana possa ser tratada, de forma aproximada, como um capacitor.

a) Considere uma célula em que íons, de carga unitária e = 1{,}6 \times 10^{-19}\text{ C}, cruzam a membrana e dão origem a uma diferença de potencial elétrico de 80\text{ mV}. Quantos íons atravessaram a membrana, cuja área é A = 5 \times 10^{-5}\text{ cm}^2, se sua capacitância por unidade de área é C_{\text{área}} = 0{,}8 \times 10^{-6}\text{ F/cm}^2?

b) Se uma membrana, inicialmente polarizada, é despolarizada por uma corrente de íons, qual a potência elétrica entregue ao conjunto de íons no momento em que a diferença de potencial for 20\text{ mV} e a corrente for 5 \times 10^8\text{ íons/s}, sendo a carga de cada íon e = 1{,}6 \times 10^{-19}\text{ C}?