Justifique a diferença de comportamento da lâmpada na mistura de água com cimento e o comportamento no cimento puro.

Passo 1

O enunciado pede para explicar por que uma lâmpada, ao ser ligada num circuito que envolve uma mistura de água com cimento fresco, comporta-se de modo diferente do que quando o mesmo eletrodo é imerso em cimento puro (seco). O conteúdo envolve condução elétrica em meios iônicos versus isolantes.

Passo 2

Na mistura de água com cimento há reação de hidratação que forma, entre outros, hidróxido de cálcio dissolvido:
\text{CaO} + \text{H}_2\text{O} \to \text{Ca(OH)}_2 \quad\longrightarrow\quad \text{Ca}^{2+} + 2\,\text{OH}^-.
Esses íons livres fazem do recheio um eletrólito com resistividade relativamente baixa. Num eletrólito, a densidade de corrente obedece a
\mathbf{J} = \sigma\,\mathbf{E},
onde \sigma>0 é a condutividade que cresce com a concentração de íons. Como \sigma é suficiente, a corrente circula e a lâmpada acende.

Passo 3

No cimento puro (seco) não há água livre para dissolver sais nem formar íons móveis. Ficam apenas sólidos cristalinos e poros secos, cujo número de portadores de carga é negligenciável. Isso faz a resistividade \rho=1/\sigma subir muito (meio dielétrico), bloqueando a passagem de corrente. Logo, a lâmpada não acende.

Resposta

A lâmpada acende na mistura cimento-água porque ela se comporta como eletrólito (há íons móveis que conduzem corrente). No cimento puro, sem água e sem íons livres, o meio torna-se isolante e não permite fluxo de corrente, impedindo o acendimento da lâmpada.

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