O cobre tem uma resistividade de
e 0 quartzo de
. 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:
Então, para cada material, podemos calcular a condutividade usando essa fórmula.
Passo 3
Vamos calcular a condutividade do cobre. A resistividade do cobre é
. Aplicando a fórmula:
Passo 4
Agora, vamos calcular a condutividade do quartzo. A resistividade do quartzo é
. Aplicando a mesma fórmula:
Passo 5
Comparando as duas condutividades:
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.