Em uma oficina escolar, estudantes precisaram escolher o revestimento de um fio para evitar choques elétricos…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma oficina escolar, estudantes precisaram escolher o revestimento de um fio para evitar choques elétricos. Eles compararam cinco materiais em um circuito de baixa tensão, mantendo as mesmas condições de teste. A resistência elétrica medida foi: PVC, 12 MO; cobre, 0,02 O; alumínio, 0,03 O; grafite, 0,8 O; solução salina, 0,01 O. Nesse procedimento, materiais com resistência muito alta dificultam intensamente a passagem de corrente elétrica. Com base nos resultados do experimento, identifique o material mais adequado para atuar como isolante elétrico e associe-o às propriedades que justificam essa escolha.
- A) Cobre, material flexível, de baixa resistência elétrica e com muitos portadores de carga livres.
- B) Grafite, material rígido, de alta resistência elétrica e sem portadores de carga livres.
- C) Solução salina, material líquido, de alta resistência elétrica e sem partículas carregadas.
- D) PVC, material flexível, de alta resistência elétrica e com poucos portadores de carga livres.
- E) Alumínio, material metálico, de baixa resistência elétrica e com elétrons livres.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Os dados do experimento mostram a resistência elétrica de cada material. Interpretando 'MO' como megaohm e 'O' como ohm, o PVC tem 12 megaohms, valor muito superior aos demais (grafite 0,8 ohm, alumínio 0,03 ohm, cobre 0,02 ohm e solução salina 0,01 ohm). Pelo critério do enunciado, materiais com resistência muito alta dificultam intensamente a passagem de corrente, logo o PVC é o melhor candidato a isolante. Passo 2: Comparando com o gabarito oficial (D), a alternativa D também é a que associa o PVC a alta resistência elétrica, que é o dado que o experimento realmente mede. Passo 3: As características 'flexível' e 'poucos portadores de carga livres' não aparecem diretamente nos resultados, mas são coerentes com o comportamento observado: a alta resistência indica que quase não há cargas livres para conduzir corrente, e o PVC é conhecido como material plástico flexível usado em revestimentos. Passo 4: Por que as outras estão erradas: A) o cobre tem resistência muito baixa (0,02 ohm), o que o torna bom condutor, não isolante. B) o grafite, com 0,8 ohm, conduz corrente, pois possui elétrons deslocados em sua estrutura, e sua resistência é muito menor que a do PVC. C) a solução salina tem resistência de 0,01 ohm, portanto conduz bem, e a presença de íons é justamente o que permite essa condução. E) o alumínio é metal com elétrons livres e resistência baixa (0,03 ohm), logo é condutor. Conclusão: o PVC, com resistência de 12 megaohms, é o isolante mais adequado para o revestimento do fio.
💡 Dica: Liste as propriedades do material isolante escolhido.
Alternativa por alternativa
O aluno confunde a característica de bons condutores com a de isolantes, supondo que um material flexível com muitos portadores livres sirva para proteger contra choques. Ele ignora que o cobre apresenta a menor resistência medida.
O aluno associa o grafite a isolante por ser um material rígido e não metálico, sem perceber que o grafite conduz corrente por causa dos elétrons deslocados em sua estrutura. Também não compara o valor de 0,8 ohm com os 12 megaohms do PVC.
O aluno supõe que, por ser líquida, a solução salina não conduz eletricidade ou não tem cargas, ignorando que os íons dissolvidos são portadores de carga. Além disso, não observa que a resistência medida é baixa (0,01 ohm).
O PVC apresentou a maior resistência elétrica entre os materiais testados. Por isso, dificulta intensamente a passagem de corrente e pode ser usado como isolante elétrico. Sua flexibilidade também favorece o uso como revestimento de fios.
O aluno acredita que, por ser metal, o alumínio deve ser isolante, ou tenta justificar a escolha pela presença de elétrons livres sem notar que isso favorece a condução. Ele não compara os valores de resistência medidos.
Por que engana: Confundir condutores com isolantes, escolhendo materiais que conduzem eletricidade como resposta.
Raio-X da questão
isolante elétrico
fixacao
propriedades dos materiais · conceito de isolante eletrico
Revisar as propriedades dos materiais isolantes elétricos.
Confundir condutores com isolantes, escolhendo materiais que conduzem eletricidade como resposta.
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tomada_decisao
cientifico
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