A bobina de um eletroímã supercondutor utilizado em pesquisas de ressonância magnética nuclear tem uma indutância de 152 H e conduz uma corrente de 32 A . A bobina está imersa em hélio líquido, que tem uma temperatura de calor latente de vaporização de
. (a) Calcule a energia do campo magnético da bobina. (b) Determine a massa de hélio que vaporizará se a supercondutividade deixar de existir e desenvolver repentinamente uma resistência infinita.
Passo 1
O enunciado dá uma bobina de um eletroímã supercondutor com indutância
e corrente
, imersa em hélio líquido cuja entalpia de vaporização é
. Pede-se (a) a energia armazenada no campo magnético e (b) a massa de hélio que vaporiza se essa energia for totalmente dissipada na vaporização.
Passo 2
Para calcular a energia do campo magnético usamos a fórmula
Substituindo os valores,
Passo 3
Supondo que toda essa energia
seja gasta na vaporização do hélio, o número de mols que vaporizam é
Passo 4
A massa molar do hélio é aproximadamente
. Assim a massa de hélio evaporada é
Resposta
(a)
(b)
(b)