A pilha esquematizada, de resistência desprezível, foi construída usando-se, como eletrodos, uma lâmina de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões qualitativas e quantitativas sobre o funcionamento de geradores, motores elétricos e seus componentes, bobinas, transformadores, pilhas, baterias e dispositivos eletrônicos, com base na análise dos processos de transformação e condução de energia envolvidos – com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais –, para propor ações que visem a sustentabilidade.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A pilha esquematizada, de resistência desprezível, foi construída usando-se, como eletrodos, uma lâmina de cobre mergulhada em solução aquosa, contendo íons Cu2+ (1mol.L-1) e uma lâmina de zinco mergulhada em solução aquosa contendo íons Zn2+ (1mol.L-1). Além da pilha, cuja diferença de potencial é igual a 1,1 volts, o circuito é constituído por uma lâmpada pequena e uma chave interruptora Ch. Com a chave fechada, o eletrodo de cobre teve um incremento de massa de 63,5 µg após 193s. Dados: P = U.i Carga de um mol de elétrons = 96 500C Massas molares (g.mol-1): Zn = 65,4; Cu = 63,5 Cu2+ + 2 e– ? Cu Zn2+ + 2 e– ? Zn [IMAGEM] Considerando que a corrente elétrica se manteve constante nesse intervalo de tempo, a potência dissipada pela lâmpada nesse período foi de: UNESP - 2010
- A) 1,1 mW.
- B) 1,1 W.
- C) 0,55 mW.
- D) 96 500 W.
- E) 0,22 mW.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Converta a massa depositada no cobre: 63,5 µg = 63,5 x 10^-6 g. Como a massa molar do Cu é 63,5 g/mol, o número de mols depositados é 63,5 x 10^-6 / 63,5 = 1 x 10^-6 mol de Cu. Passo 2: Na reação Cu2+ + 2 e- -> Cu, cada mol de Cu depositado exige 2 mols de elétrons. Logo, a quantidade de elétrons é 2 x 10^-6 mol. Passo 3: Calcule a carga elétrica que passou pelo circuito: Q = 2 x 10^-6 x 96500 = 0,193 C. Passo 4: Como a corrente é constante, i = Q / t = 0,193 / 193 = 1 x 10^-3 A, ou seja, 1 mA. Passo 5: Aplique a potência dissipada pela lâmpada, P = U x i = 1,1 x 1 x 10^-3 = 1,1 x 10^-3 W = 1,1 mW. Resposta: alternativa A. Por que as outras estão erradas: B confunde miliwatt com watt; C esquece um fator 2 do número de elétrons; D usa o valor da constante de Faraday como se fosse uma potência; E comete erro no cálculo da corrente ou da carga, chegando a um valor cerca de cinco vezes menor.
💡 Dica: Calcule a corrente a partir da massa e tempo, depois use P=U.i para achar a potência.
Alternativa por alternativa
Correta. Primeiro, calcula-se a quantidade de cobre depositado: 63,5 µg = 6,35 × 10^-5 g. O número de mols de Cu depositado é 6,35 × 10^-5 g / 63,5 g/mol = 1 × 10^-6 mol. Pela equação da pilha, 1 mol de Cu2+ consome 2 mols de elétrons. Assim, a quantidade de carga transferida é 2 × 1 × 10^-6 mol × 96.500 C/mol = 0,193 C (aproximadamente). A corrente elétrica i = Q/t = 0,193 C / 193 s = 0,001 A = 1 mA. Potência dissipada: P = U.i = 1,1 V × 0,001 A = 0,0011 W = 1,1 mW.
O aluno calcula corretamente a corrente de 1 mA, mas esquece a conversão de unidades e lê o resultado como 1,1 W, ou trata a massa em µg como se fosse em gramas.
O aluno usa apenas 1 elétron por átomo de cobre, na carga, e obtém uma corrente de 0,5 mA, o que leva a 0,55 mW.
Por que engana: Confundir massa com carga elétrica ou não relacionar massa depositada com corrente.
O aluno confunde a constante de Faraday (carga de 1 mol de elétrons, 96 500 C) com potência e não aplica a fórmula P = U x i.
O aluno erra o cálculo da carga ou da corrente elétrica, por exemplo ao dividir a carga pelo tempo de forma incorreta, e chega a uma corrente de cerca de 0,2 mA.
Raio-X da questão
eletrólise, corrente elétrica, potência
avaliacao
reação redox e eletroquímica · cálculo de corrente elétrica
revisar cálculo de corrente elétrica e potência em circuitos
Confundir massa com carga elétrica ou não relacionar massa depositada com corrente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Tendo em vista a grande dificuldade em armazenar energia elétrica, a invenção da pilha representou um marco histórico…
- Para obter experimentalmente a curva da diferença de potencial U em função da intensidade da corrente elétrica i para…
- Uma estudante quer utilizar uma lâmpada (dessas de lanterna de pilhas) e dispõe de uma bateria de 12 V. A especificação…
- Um estudante realizou um experimento para avaliar a reatividade dos metais Pb, Zn e Fe. Para isso, mergulhou, em…
- Uma pilha comum tem uma tensão de 1,5 V. Se uma lâmpada consome 0,25 A, qual é a potência elétrica dissipada por essa…
- Em uma atividade de laboratório, estudantes conectaram uma pilha a uma pequena lâmpada por meio de fios metálicos…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog