Três fios de mesmo diâmetro são ligados sucessivamente entre dois pontos mantidos a uma certa diferença de potencial. As resistividades e os comprimentos dos fios são
e
(fio
),
e
(fio
) e
e
(fio
). Coloque os fios na ordem da taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica, começando pela maior.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão tá pedindo. A gente tem três fios com o mesmo diâmetro ligados em série entre dois pontos com uma diferença de potencial. Cada fio tem uma resistividade e um comprimento diferentes. O que a gente precisa descobrir é qual fio converte mais energia elétrica em energia térmica, ou seja, qual tem a maior taxa de dissipação de energia.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar de como calcular a resistência de um fio. A fórmula é:
Onde:
-
é a resistência, -
é a resistividade do material, -
é o comprimento do fio, -
é a área da seção transversal do fio.
Como todos os fios têm o mesmo diâmetro, a área
é igual para todos, então a resistência depende apenas de
e
.
Passo 3
Agora, vamos calcular a resistência de cada fio:
-
Fio A:
-
Fio B:
-
Fio C:
Passo 4
Com as resistências calculadas, podemos comparar:
Então, em ordem decrescente de resistência:
Passo 5
Como a potência dissipada em um fio ligado em série é dada por
e a corrente
é a mesma para todos os fios, a taxa de conversão de energia elétrica em térmica é proporcional à resistência. Assim, o fio com maior resistência dissipa mais energia.
Resposta
A ordem da taxa de conversão de energia elétrica em energia térmica, começando pela maior, é: Fio B, Fio A e Fio C.
Exercícios relacionados
Uma substância tem uma massa de
. Quando 314 J são adicionados na forma de calor a uma amostra de c
, com
e C da substância de
para
de da
da substância, a temperatura sobe de
para
. (a) Qual é o calor especifico e (b) qual é o calor espe-
de
Uma carga pontual
é colocada num dos vértices de um cubo de aresta
. Qual é o valor do fluxo através de cada uma das faces do cubo? E sobre o cubo todo?
A tabela a seguir mostra o comprimento, o diâmetro e a diferença de potencial entre as extremidades de três barras de cobre. Coloque as barras na ordem (a) do módulo do campo elétrico no interior da barra; (b) da densidade de corrente no interior da barra; © da velocidade de deriva dos elétrons, começando pelo maior valor.
Barra | Comprimento | Diâmetro | Diferença de Potencial |
---|---|---|---|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
Obs: Existe simetria azimutal, isto é, o potencial independe da variável
. Saiba também, que a densidade de corrente pode ser escrita como
.
(a) (Valor: 1,0 pt.) Que a resistência entre as duas superfícies verticais e
é dada por,
(a) (Valor: 1,0 pt.) Que a resistência entre as duas superfícies verticais
(b) (Valor:
.) Que a resistência entre as duas superfícies horizontais
e
é dada por,