Por que pequenas adições de soluto aumentam a condutividade elétrica do germânio e diminuem a do cobre?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está perguntando. Queremos saber por que pequenas adições de soluto aumentam a condutividade elétrica do germânio e diminuem a do cobre. Aqui, estamos lidando com o conceito de condutividade elétrica, que é a capacidade de um material de conduzir eletricidade. Para resolver isso, vamos precisar falar sobre como os elétrons se movem nos materiais e como a presença de um soluto (um tipo de impureza) pode afetar esse movimento.
Passo 2
Vamos começar falando sobre o germânio. O germânio é um semicondutor, o que significa que sua condutividade elétrica não é tão alta quanto a dos metais puros, mas pode ser controlada adicionando impurezas, processo conhecido como dopagem. Quando adicionamos um soluto que tem mais elétrons (doadores) ou menos elétrons (aceitadores) do que o germânio, aumentamos o número de portadores de carga (elétrons ou lacunas), facilitando a condução elétrica.
Passo 3
Agora, vamos considerar o cobre, que é um metal com alta condutividade elétrica devido à livre movimentação dos elétrons em sua estrutura metálica. Ao adicionar pequenas quantidades de soluto ao cobre, estamos introduzindo impurezas que podem atuar como barreiras para esses elétrons livres. Essas impurezas causam dispersão dos elétrons, ou seja, atrapalham seu fluxo contínuo, o que resulta na diminuição da condutividade elétrica.
Passo 4
Então, resumindo: no germânio, as impurezas aumentam o número de portadores de carga disponíveis, melhorando a condutividade elétrica. Já no cobre, as impurezas criam obstáculos para o fluxo de elétrons livres, diminuindo assim a condutividade elétrica.
Resposta
Portanto, pequenas adicionações de soluto aumentam a condutividade elétrica do germânio porque as impurezas adicionadas aumentam o número de portadores de carga disponíveis para conduzir eletricidade. Em contraste, no cobre, as mesmas adições de soluto introduzem impurezas que dispersam os elétrons livres, dificultando seu fluxo e, assim, diminuindo a condutividade elétrica.
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