Tabela: condutividade elétrica s (S·m-1), densidade ? (g·cm-3) e limite térmico (°C): Cu s=5.96e7, ?=8.96…
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
Tabela: condutividade elétrica s (S·m-1), densidade ? (g·cm-3) e limite térmico (°C): Cu s=5.96e7, ?=8.96, Tm=1085; Al s=3.77e7, ?=2.70, Tm=660; PEDOT:PSS s˜1.0e4, ?˜1.3, decomposição˜250 °C. Para fiação de aeronave que opera a 150 °C priorizando baixo peso e condutividade, qual material é mais adequado?
- A) PEDOT:PSS, por ser o material mais leve e suficientemente condutor.
- B) Nenhum; fiação deve ser cerâmica devido à estabilidade térmica.
- C) Combinação cobre+plástico, porque a junção reduz peso mantendo condutividade do cobre.
- D) Cobre, pois tem a maior condutividade elétrica absoluta.
- E) Alumínio, por oferecer boa condutividade com densidade muito menor que o cobre.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Identificar os critérios. A fiação opera a 150 °C e deve priorizar baixo peso e alta condutividade elétrica. Passo 2: Verificar a temperatura. Os três materiais suportam 150 °C: o cobre funde a 1085 °C, o alumínio a 660 °C e o PEDOT:PSS decompõe a cerca de 250 °C. Logo, a temperatura não elimina nenhum dos condutores. Passo 3: Comparar condutividade por densidade, que mede o desempenho por unidade de peso. Cobre: 5,96e7 / 8,96 ≈ 6,7e6. Alumínio: 3,77e7 / 2,70 ≈ 1,4e7. PEDOT:PSS: 1,0e4 / 1,3 ≈ 7,7e3. O alumínio tem a maior razão, portanto é o melhor compromisso entre condutividade e leveza. Passo 4: Conclusão: a alternativa correta é a E, em concordância com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) o PEDOT:PSS tem condutividade cerca de 3.800 vezes menor que a do alumínio, o que o torna inviável como fiação. B) cerâmicas são isolantes elétricos, não servem como condutor de corrente. C) plástico é isolante e a combinação não tem dados na tabela, então não atende à condutividade exigida. D) o cobre é o mais condutor em valor absoluto, mas é cerca de 3,3 vezes mais denso que o alumínio, o que contraria o critério de baixo peso.
💡 Dica: Compare as propriedades dos materiais apresentados na tabela.
Alternativa por alternativa
O aluno considera apenas a leveza e assume que qualquer material leve e minimamente condutor serve, ignorando que a condutividade de 1,0e4 é milhares de vezes menor que a dos metais.
O aluno associa estabilidade térmica à adequação para fiação e confunde materiais cerâmicos, que são isolantes, com condutores.
O aluno acredita que misturar cobre com plástico gera um material leve que mantém a condutividade do cobre, supondo que o plástico não afeta o desempenho elétrico, quando ele é isolante e não há dados que sustentem essa combinação.
O aluno foca apenas na maior condutividade absoluta do cobre e não considera o critério de baixo peso, que o enunciado coloca como prioritário junto com a condutividade.
Por que engana: Escolher o cobre por sua alta condutividade sem considerar a densidade e o peso.
Al é compromisso ideal: s alta, baixa ?, e Tm >> 150 °C; melhor relação para aeronaves.
Raio-X da questão
condutividade elétrica e densidade
avaliacao
condutividade elétrica · densidade
Revisar as propriedades dos materiais condutores e suas aplicações.
Escolher o cobre por sua alta condutividade sem considerar a densidade e o peso.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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