Considerando que a permeabilidade magnética do vácuo
e sabendo que um campo magnético uniforme de intensidade
armazena, em um volume
, uma quantidade de energia dada por
, julgue os itens a seguir.
- A intensidade do campo magnético no interior de uma bobina não depende do número de espiras que a compõem.
- Se a bobina for feita com fios de material cuja resistência elétrica seja zero, então, em funcionamento, ela não se aquecerá.
- A energia armazenada em uma bobina cilíndrica de 80 cm de diâmetro interno e de 2 m de comprimento, mantendo um campo magnético de 0,4 tesla em seu interior, é maior que a energia cinética de um objeto de 1 kg movendo-se a
.
- A utilização do equipamento de RMN é motivo para preocupação, pois cátions e ânions, presentes na corrente sanguínea de um paciente, sofrem grandes variações de energia cinética devido ao campo magnético aplicado.
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado tá pedindo pra julgar quatro afirmativas sobre campo magnético em bobina, energia armazenada e efeitos em RMN. O conteúdo é magnetismo (campo de uma bobina, energia magnética) e um pouquinho de cinemática (energia cinética). A gente vai precisar:
- Fórmula do campo magnético de um solenoide:
- Fórmula da energia magnética num volume:
- Cálculo de energia cinética:
Passo 2
Item 1: “A intensidade do campo magnético no interior de uma bobina não depende do número de espiras.”
Teoria: do solenoide ideal,
Teoria: do solenoide ideal,
Repara que
(número de espiras) está no numerador, ou seja, quanto mais espiras, maior
.
Logo, essa afirmação é falsa.
Logo, essa afirmação é falsa.
Passo 3
Item 2: “Se a bobina for feita com fios de material cuja resistência elétrica seja zero, então, em funcionamento, ela não se aquecerá.”
Teoria: potência dissipada por efeito Joule é
Teoria: potência dissipada por efeito Joule é
Se
, então
. Sem dissipação, sem calor gerado.
Logo, a afirmativa é verdadeira.
Logo, a afirmativa é verdadeira.
Passo 4
Item 3: “A energia armazenada em uma bobina cilíndrica de 80 cm de diâmetro interno e de 2 m de comprimento, mantendo
T, é maior que a energia cinética de um objeto de 1 kg a 300 m/s.”
- Calcula o volume interno da bobina (cilindro):
raiom, comprimento m, - Energia magnética:
- Energia cinética do objeto:
Comparando,
.
Logo, a afirmação é verdadeira.
Logo, a afirmação é verdadeira.
Passo 5
Item 4: “Na RMN, cátions e ânions no sangue sofrem grandes variações de energia cinética por causa do campo magnético.”
Teoria: o campo magnético estático alinha spins e muda níveis de energia magnética/quântica dos núcleos, mas não acelera íons livres pra mudar a energia cinética macroscópica. Então não rola grande variação de energia cinética dos íons.
Logo, essa afirmação é falsa.
Teoria: o campo magnético estático alinha spins e muda níveis de energia magnética/quântica dos núcleos, mas não acelera íons livres pra mudar a energia cinética macroscópica. Então não rola grande variação de energia cinética dos íons.
Logo, essa afirmação é falsa.
Resposta
- Falsa
- Verdadeira
- Verdadeira
- Falsa