Quando uma amostra de cobre puro é resfriada de 300 K a 4 K, sua resistividade diminui mais do que a resistividade de uma amostra de latão quando é resfriada pela mesma diferença de temperatura. Por quê?

Passo 1

Olha aqui um fator importante: sabemos que a resistividade é diretamente proporcional à temperatura. Dessa forma, quanto mais resfriamos o sólido, mais a resistividade diminui, ok?

Mas, num sólido com impurezas, nós temos que a resistividade total será:

ρ = ρ t + ρ i

Onde ρ t é a resistividade graças à temperatura e ρ i é a resistividade graças às impurezas. O lance é que ρ i é constante, não dependendo da temperatura. Então, conforme diminuímos uma temperatura, a resistividade, nesse caso, se torna cada vez mais próxima de ρ i !

Logo, a temperaturas mais baixas, a resistividade de um sólido impuro se resume à resistividade devido às impurezas. Assim, quanto mais impuro, mas haverá resistividade!

Por esse raciocínio, a resistividade do latão a 4   K é quase inteiramente devida à resistência devido a impurezas e outras imperfeições da estrutura do cristal. No latão, os íons de zinco agem como impurezas no cobre.

No cobre puro, a resistividade a 4   K se deve a sua resistência residual, que é muito baixa se o cobre for muito puro.

Dessa forma, como o latão é mais impuro que o cobre puro, temos que sua resistividade é maior!

Resposta

Explicação no passo a passo.

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