Explique o que são elétrons livres e de que modo eles se movimentam no interior de um condutor?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a gente tá pedindo aqui. A questão quer que a gente explique o que são elétrons livres e como eles se movimentam dentro de um condutor. Isso pertence ao tema de eletricidade e eletrônica, especificamente à teoria dos elétrons em materiais condutores. Vamos precisar saber o que são elétrons livres, como eles se comportam nos condutores e como isso gera corrente elétrica.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre elétrons livres. Em um átomo, os elétrons estão distribuídos em torno do núcleo, que contém prótons e nêutrons. Nos materiais condutores, como os metais, alguns desses elétrons têm mais liberdade para se mover. Isso acontece porque a estrutura atômica do metal permite que certos elétrons “escapem” de seus átomos e se movam livremente pelo material. Esses são os chamados elétrons livres.
Passo 3
Agora, vamos ver como esses elétrons livres se comportam dentro de um condutor. Quando não há diferença de potencial (voltagem) aplicada, os elétrons livres estão se movendo de forma desordenada, sem uma direção específica. Mas quando aplicamos uma diferença de potencial, cria-se um campo elétrico dentro do condutor. Esse campo elétrico força os elétrons livres a se moverem em uma direção específica, geralmente do negativo para o positivo.
Passo 4
Esse movimento organizado dos elétrons livres sob a influência do campo elétrico é o que gera a corrente elétrica. A corrente elétrica é, essencialmente, o fluxo desses elétrons livres passando por um condutor, como um fio de cobre. A quantidade de corrente depende de quantos elétrons estão se movendo e com que rapidez eles estão se deslocando.
Passo 5
É importante notar que, embora os elétrons estejam se movendo, os átomos do condutor permanecem fixos em suas posições. Isso significa que o condutor não se aquece necessariamente ou se move por causa do fluxo de elétrons, a menos que a corrente seja muito alta.
Resposta
Elétrons livres são elétrons que não estão ligados a nenhum átomo específico dentro de um condutor e têm a liberdade de se mover livremente pelo material. No interior de um condutor, quando há uma diferença de potencial aplicada, esses elétrons livres se deslocam de forma ordenada em uma direção específica, gerando assim a corrente elétrica.
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Um mol de um gás ideal monoatômico evolui de um estado inicial à pressão p e volume V até um estado final à pressão 2 p e volume 2 V , através de dois diferentes processos. (I) Ele expande isotermicamente até dobrar o volume e, então sua pressão aumenta a volume constante até o estado final, (II). Ele é comprimido isotermicamente até duplicar a pressão, e então, seu volume aumenta isobaricamente até o estado final. Mostre a trajetória de cada processo em um diagrama p x V, e para cada processo calcule, em função de p e V: © A variação da energia interna do gás;
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Resposta: (a)