A água tem constante dielétrica alta, K = 80,4, de modo que deveria ser considerada um excelente dielétrico, visto ser capaz de aumentar a capacitância de um capacitor 80,4 vezes. No entanto, não o é. Por quê?
A água é um excelente condutor.
A água é um mau condutor. A água é considerada um bom solvente iônico, dessa maneira, faria com que as cargas fluíssem a partir das placas, provocando o descarregamento do capacitor. Os materiais dielétricos não são isolantes perfeitos. Pode ocorrer de o campo elétrico que os percorre ser capaz de quebrar a rigidez dielétrica e fazer com que as cargas elétricas em seu interior – embora não sejam condutoras – não se polarizem.
A água é um excelente material para ser usado como dielétrico.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão sobre dielétricos e capacitância! O enunciado fala da água, que tem uma constante dielétrica alta, K = 80,4, o que sugeriria que ela é um ótimo dielétrico porque deveria aumentar a capacitância de um capacitor 80,4 vezes. Mas, na real, a água não é um excelente dielétrico. Vamos entender por quê, usando conceitos de eletricidade e propriedades dos materiais.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é um dielétrico. Um dielétrico é um material isolante que, quando colocado entre as placas de um capacitor, aumenta a sua capacitância. A capacitância $ C $ de um capacitor com dielétrico é dada por:
C
onde $ K $ é a constante dielétrica do material e $ C_0 $ é a capacitância sem o dielétrico. Um valor alto de $ K $ normalmente indica que o material é bom para aumentar a capacitância.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre a constante dielétrica. Ela mede a capacidade de um material em polarizar-se sob a influência de um campo elétrico, o que ajuda a armazenar mais carga no capacitor. A água tem uma constante dielétrica bem alta, o que, à primeira vista, sugere que ela deveria ser excelente nesse papel.

Passo 4

Mas aí vem o problema: a água também é um bom condutor de elétrons, especialmente quando contém íons dissolvidos. Isso significa que, ao tentar usar a água como dielétrico, as cargas elétricas podem fluir facilmente através dela, provocando o descarregamento do capacitor. Em outras palavras, em vez de manter as cargas nas placas, a água permite que elas escapem, impedindo o funcionamento adequado do capacitor.

Passo 5

Além disso, mesmo que a água não seja um condutor perfeito, ela é um bom solvente iônico, o que facilita a movimentação das cargas elétricas. Isso faz com que o campo elétrico aplicado possa quebrar a rigidez dielétrica da água. Quando isso acontece, as cargas internas não se polarizam de forma eficaz, reduzindo a capacidade de a água agir como um dielétrico.

Passo 6

Portanto, mesmo com uma constante dielétrica alta, a água não é um excelente dielétrico porque suas propriedades condutoras e como solvente iônico fazem com que as cargas elétricas fluam e descarreguem o capacitor, anularando o efeito desejado do dielétrico.

Resposta

A água, apesar de ter uma constante dielétrica alta, não é um excelente dielétrico porque ela é um bom solvente iônico, permitindo que as cargas elétricas fluam a partir das placas do capacitor, causando o descarregamento do mesmo.

Exercícios relacionados