O cobre tem uma resistividade de 1,7 times 10^-8 Omega m e 0 quartzo de 7,5 times 10^15 Omega m. Qual destas substâncias tem maior condutividade elétrica? Explique a diferença de condutividade no cobre e quartzo com base nas ligações químicas.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem duas substâncias: cobre e quartzo, com resistividades diferentes. A resistividade é uma medida de como um material dificulta o fluxo de corrente elétrica. Quanto menor a resistividade, melhor o material conduz eletricidade. Aqui, vamos precisar saber como calcular a condutividade elétrica a partir da resistividade e entender um pouquinho sobre ligações químicas para explicar as diferenças entre eles.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a condutividade elétrica (σ) é o inverso da resistividade (ρ). A fórmula é:
sigma = 1rho
Então, para cada material, podemos calcular a condutividade usando essa fórmula.

Passo 3

Vamos calcular a condutividade do cobre. A resistividade do cobre é 1,7 times 10^-8 , Omega cdot m. Aplicando a fórmula:
sigmacobre = 11,7 times 10^-8 approx 5,88 times 10^7 , S/m

Passo 4

Agora, vamos calcular a condutividade do quartzo. A resistividade do quartzo é 7,5 times 10^15 , Omega cdot m. Aplicando a mesma fórmula:
sigmaquartzo = 17,5 times 10^15 approx 1,33 times 10^-16 , S/m

Passo 5

Comparando as duas condutividades:
5,88 times 10^7 , S/m , (cobre) vs 1,33 times 10^-16 , S/m , (quartzo)
O cobre tem uma condutividade elétrica muito maior que o quartzo.

Passo 6

Agora, vamos entender por que isso acontece olhando para as ligações químicas. O cobre é um metal, e seus átomos têm elétrons de valência que estão livres para se mover, formando uma “nuvem” de elétrons que facilita a condução de eletricidade. Isso significa que a corrente elétrica pode fluir facilmente através do cobre.
Já o quartzo é um material iônico (ou mais precisamente, covalente), onde os elétrons estão fortemente ligados entre os átomos de sílica e oxigênio. Esses elétrons não estão livres para se mover, o que impede a condução elétrica. Além disso, o quartzo geralmente não tem cargas livres porque os elétrons estão fixos nas ligações químicas.

Resposta

O cobre tem uma condutividade elétrica muito maior que o quartzo. Isso acontece porque, no cobre, os elétrons estão livres para se mover, facilitando a condução, enquanto no quartzo os elétrons estão fortemente ligados nas ligações químicas, impedindo o fluxo de corrente elétrica.

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