A capacidade calorífica, a expansão térmica e a condutividade térmica são propriedades que com frequência são críticas para a utilização prática dos sólidos. Sobre essas propriedades é correto o que consta na(s) seguinte(s) afirmativa(s):
a) A capacidade calorífica é uma medida da facilidade que um corpo oferece a uma mudança da sua temperatura.
b) De uma perspectiva atômica a expansão térmica é refletida por um aumento na distância média entre os átomos.
c) Os elétrons livres são responsáveis pela condução térmica de metais.
d) A condutividade térmica nas cerâmicas é majoritariamente por fônos é ineficiente.
a) A capacidade calorífica é uma medida da facilidade que um corpo oferece a uma mudança da sua temperatura.
b) De uma perspectiva atômica a expansão térmica é refletida por um aumento na distância média entre os átomos.
c) Os elétrons livres são responsáveis pela condução térmica de metais.
d) A condutividade térmica nas cerâmicas é majoritariamente por fônos é ineficiente.
Passo 1
O enunciado pede para avaliar quatro afirmações sobre três propriedades de sólidos: capacidade calorífica, expansão térmica e condutividade térmica. Para isso vamos usar as definições básicas:
capacidade calorífica: quantidade de calor necessária para elevar a temperatura em uma unidade;
expansão térmica: variação da distância média entre átomos com a temperatura;
condução térmica em sólidos: mecanismos por fonons e, em metais, por elétrons livres.
Passo 2
Analisando a afirmativa (a): “A capacidade calorífica é uma medida da facilidade que um corpo oferece a uma mudança da sua temperatura.”
Definição correta: a capacidade calorífica indica quanta energia é necessária para mudar a temperatura em uma unidade. Quanto maior a capacidade, mais difícil é alterar a temperatura. Logo, chamar isso de “facilidade” está invertido: na verdade é uma medida da dificuldade de mudar a temperatura.
Portanto, (a) é falsa.
Definição correta: a capacidade calorífica indica quanta energia é necessária para mudar a temperatura em uma unidade. Quanto maior a capacidade, mais difícil é alterar a temperatura. Logo, chamar isso de “facilidade” está invertido: na verdade é uma medida da dificuldade de mudar a temperatura.
Portanto, (a) é falsa.
Passo 3
Analisando a afirmativa (b): “De uma perspectiva atômica a expansão térmica é refletida por um aumento na distância média entre os átomos.”
Ao aquecer um sólido, as oscilações atômicas aumentam e o ponto médio dessas oscilações se afasta, elevando a distância média interatômica.
Logo, (b) é verdadeira.
Ao aquecer um sólido, as oscilações atômicas aumentam e o ponto médio dessas oscilações se afasta, elevando a distância média interatômica.
Logo, (b) é verdadeira.
Passo 4
Analisando a afirmativa (c): “Os elétrons livres são responsáveis pela condução térmica de metais.”
Em metais a condução térmica ocorre majoritariamente pelos elétrons livres, que transportam energia de regiões quentes para regiões frias de forma muito eficiente.
Portanto, (c) é verdadeira.
Em metais a condução térmica ocorre majoritariamente pelos elétrons livres, que transportam energia de regiões quentes para regiões frias de forma muito eficiente.
Portanto, (c) é verdadeira.
Passo 5
Analisando a afirmativa (d): “A condutividade térmica nas cerâmicas é majoritariamente por fônons é ineficiente.”
Cerâmicas não têm elétrons livres, de modo que o transporte de calor se dá por fônons (vibrações da rede) e costuma ser bem menor do que em metais.
Logo, (d) é verdadeira.
Cerâmicas não têm elétrons livres, de modo que o transporte de calor se dá por fônons (vibrações da rede) e costuma ser bem menor do que em metais.
Logo, (d) é verdadeira.
Passo 6
As afirmativas corretas são (b), (c) e (d).
Resposta
(b), (c) e (d)