Questão FC278756
A independência energética de uma nação depende, em grande medida, da capacidade de o país utilizar adequadamente processos de conversão de um tipo de energia, que ele possui em qu
Circuitos Elétricos (Exceto Circuitos c/ Indutores e Capacitores)
CEBRASPE (CESPE) · 2023
A independência energética de uma nação depende, em grande medida, da capacidade de o país utilizar adequadamente processos de conversão de um tipo de energia, que ele possui em quantidade, em outro tipo, que ele necessita para consumo. A transformação entre tipos de energia é essencial para se atingir esse fim. Como exemplo, a energia elétrica é transformada em luz e calor pelo fato de filamentos e resistências serem capazes de aumentar a temperatura dos elétrons de forma muito elevada, a ponto de liberarem fótons. Quando a corrente elétrica atravessa um condutor, ocorre a transformação de energia elétrica em energia térmica, fenômeno denominado efeito joule. Nesse caso, a quantidade de calor \(Q\) pode ser determinada pela equação \(Q \, = \, i^2 R \Delta t,\) em que \(i\) é a corrente (constante), \(R\) é a resistência e \(\Delta t\) é o intervalo de tempo durante o qual a corrente \(i\) passa pelo resistor.
Tendo como referência o texto precedente, julgue o item a seguir.
O calor produzido pelos resistores está associado aos choques dos elétrons em seu interior, de modo que, quanto maior for a densidade de elétrons, maior será o calor produzido.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
A afirmação está certa porque descreve o princípio do Efeito Joule: elétrons acelerados pelo campo elétrico sofrem colisões com a rede cristalina do condutor, transferindo energia cinética para os átomos e gerando aquecimento.
Quanto maior a densidade de elétrons (ou seja, mais cargas móveis por volume) e/ou a velocidade de arraste, maior é a taxa de colisões. Como a corrente é dada por \(i = n e v_d A\), aumentar \(n\) aumenta \(i\), todas as demais variáveis iguais.
O calor produzido em intervalo \(\Delta t\) é \(Q = i^2 R \Delta t\): a potência dissipada cresce com o quadrado da corrente, então maior densidade de elétrons resulta em maior aquecimento.
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