Uma cooperativa de energia solar pretende instalar cabos com o mesmo comprimento e a mesma área de seção…

Questão

Uma cooperativa de energia solar pretende instalar cabos com o mesmo comprimento e a mesma área de seção transversal em um sistema de distribuição. Como o aquecimento dos cabos representa perda de energia, a equipe decidiu escolher, entre os materiais avaliados, aquele que apresenta maior condutividade elétrica. Em uma consulta técnica, foram obtidos os seguintes valores aproximados de condutividade elétrica, a 20 °C: cobre: 5,9 × 107 S/m; alumínio: 3,5 × 107 S/m; ferro: 1,0 × 107 S/m; grafite: 1,0 × 105 S/m; PVC: 1,0 × 10?¹4 S/m. Com base nas condições do projeto e nos dados apresentados, qual material é mais adequado para a construção dos fios, considerando a minimização das perdas de energia por efeito Joule?

1. A) Alumínio
2. B) Grafite
3. C) Cobre
4. D) Ferro
5. E) PVC

✅ Resposta correta: alternativa C

Resolução passo a passo

1. O enunciado pede o material que minimiza a perda de energia por efeito Joule. Essa perda cresce quando a resistência do fio aumenta, e, para fios de mesmo comprimento e mesma área de seção transversal, a resistência é menor quanto maior a condutividade elétrica do material. Logo, deve-se escolher o material de maior condutividade. Passo 2: Comparando os valores dados: cobre 5,9 × 10^7 S/m; alumínio 3,5 × 10^7 S/m; ferro 1,0 × 10^7 S/m; grafite 1,0 × 10^5 S/m; PVC 1,0 × 10^-14 S/m. O maior valor é o do cobre, com 5,9 × 10^7 S/m. Passo 3: O cobre é a alternativa correta, e o gabarito oficial (C) está de acordo com essa conclusão. Passo 4: O alumínio está errado, pois, embora seja bom condutor, sua condutividade (3,5 × 10^7 S/m) é menor que a do cobre. O grafite está errado, pois sua condutividade (1,0 × 10^5 S/m) é ordens de grandeza menor que a dos metais. O ferro está errado, pois sua condutividade (1,0 × 10^7 S/m) é menor que a do cobre e do alumínio. O PVC está errado, pois é isolante, com condutividade praticamente nula, e serviria apenas como revestimento, não como condutor.

💡 Dica: Considere as propriedades dos materiais condutores.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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