Resolução dos Desafios da aula 2 de termologia e das aulas 1 e 2 de eletricidade.

 

AULA 1

Uma esfera metálica A eletrizada com carga elétrica 3,2 μC é colocada em contato com outra esfera idêntica B, eletrizada com carga elétrica 9,6 μC.

a) Determine as cargas elétricas adquiridas por A e B após o contato.
b) Que partículas passaram de uma esfera para outra, prótons ou elétrons?
c) De A para B ou de B para A?
d) Qual é o número de partículas que foram transferidas de uma esfera para outra?

É dada a carga elétrica elementar: e = 1,6.10^-19 C

Resolução:

a) Q = (Q₁+Q₂)/2 => Q = (3,2+9,6)/2 => Q = 6,4 μC

b) São os elétrons que passam de uma esfera para outra.

c) A carga elétrica da esfera A passa de 3,2 μC para 6,4 μC, isto é, aumenta a carga elétrica positiva de A. Logo ela cede elétrons para B. Observe que a carga elétrica positiva de B diminui (passa de 9,6 μC para 6,4 μC): B recebe elétrons.

d) Módulo da carga elétrica que passa de A para B: 6,4 μC -3,2 μC = 3.2 μC 

Número de elétrons que passa de A para B:

n = 3,2.10^-6/1,6.10^-19 => n = 2,0.10¹³ elétrons 

AULA 2

Aproxima-se uma esfera metálica A, eletrizada positivamente, de duas esferas metálicas idênticas B e C, inicialmente descarregadas e encostadas uma na outra. Represente na figura abaixo as cargas elétricas induzidas nas esferas B e C:

Em seguida, afasta-se um pouco a esfera B da esfera C e afasta-se a esfera A para bem longe de B e C. Represente, nesta situação, a distribuição das cargas elétricas em B e C:

Estando a esfera A bem distante, como seria a distribuição das cargas elétricas  em B e C, supostas também bem distantes uma da outra?

Resolução
A esfera A induz na região de B, próxima de A, cargas elétricas negativas e na região de C, mais afastada de A, cargas elétricas positivas:

Afastando-se A e separando-se um pouco B de C, as cargas elétricas induzidas se atraem:

Afastando-se A e separando-se B de C, de modo que fiquem bem distantes, as cargas elétricas de B se distribuem uniformemente em sua superfície, o mesmo ocorrendo com as cargas elétricas de C:

DESAFIO AULA 2 DE TERMOLOGIA

Três termômetros graduados, respectivamente, nas escalas Fahrenheit, Celsius e Kelvin, denominados respectivamente  primeiro, segundo e terceiro termômetros, são imersos num líquido contido num recipiente. A diferença  entre as leituras do primeiro e segundo termômetro é igual à diferença entre as leituras do terceiro e do segundo termômetro. Quais são as leituras nos três termômetros?

θ_F - θ_C = T - θ_C => θ_F = T
θ_C/5 = (θ_F - 32)/9 => θ_C/5 = (T - 32)/9 => θ_C/5 = (θ_C + 273 - 32)/9 =>
θ_C/5 = (θ_C + 241)/9
9θ_C = 5θ_C + 1205 => θ_C = 301,25 °C
T = 301,25 + 273 => T = 574,25 K