Quando uma placa metálica (condutora) adquire uma carga positiva, qual dos seguintes processos está envolvido?
(a) Transferência de prótons (cargas positivas) do outro objeto para a placa
(b) Transferência de elétrons (cargas negativas) da placa para o outro objeto.
(c) Transferência de elétrons (cargas negativas) da placa para o outro objeto, e de prótons (cargas positivas) do outro objeto para a placa.
(d) Depende do objeto que transporta a carga ser um condutor ou um isolante.
(a) Transferência de prótons (cargas positivas) do outro objeto para a placa
(b) Transferência de elétrons (cargas negativas) da placa para o outro objeto.
(c) Transferência de elétrons (cargas negativas) da placa para o outro objeto, e de prótons (cargas positivas) do outro objeto para a placa.
(d) Depende do objeto que transporta a carga ser um condutor ou um isolante.
Passo 1
O enunciado pergunta: quando uma placa metálica (condutora) adquire carga positiva, qual dos processos listados ocorre?
Dados fornecidos:
Dados fornecidos:
- A placa é metálica e, portanto, condutora.
- A placa “adquire carga positiva” (ou seja, seu carregamento final é positivo).
- As alternativas são (a) transferência de prótons para a placa, (b) transferência de elétrons da placa para o outro objeto, (c) ambas (elétrons saindo da placa e prótons vindo), (d) depende de ser condutor ou isolante.
Passo 2
O que são as cargas elétricas fundamentais que aparecem aqui?
- O elétron tem carga negativa, representada por
. - O próton tem carga positiva, representada por
.
Podemos anotar o valor absoluto da carga elementar se ajudar:, mas o sinal ( ou ) é o que importa para entender quem se move.
Passo 3
Como é um metal por dentro (explicação bem didática)?
- Um metal é formado por uma rede de íons positivos (átomos que perderam alguns elétrons) presa numa estrutura sólida.
- Em volta dessa rede existe um “mar” de elétrons livres que não estão presos a um átomo específico. Esses elétrons livres podem mover-se facilmente pelo metal quando há força elétrica ou contato com outro objeto.
- Os prótons (ou melhor, os núcleos com prótons) estão presos na rede cristalina dos íons e não se deslocam livremente pelo metal em condições normais. Em outras palavras: na maioria dos processos eletrostáticos macroscópicos, os portadores móveis nos metais são os elétrons.
Passo 4
O que significa “adquirir carga positiva”? (uma tradução física)
- O total de carga elétrica da placa é a soma das cargas positivas (prótons nos núcleos) e das cargas negativas (elétrons). Se a placa fica positiva, isso significa que há menos elétrons do que prótons na placa: houve um déficit de elétrons. Em símbolos: se
é a carga total,
onde
é o número de cargas positivas efetivas e
o número de elétrons. Para
precisa ter
, ou seja, perda de elétrons (ou ganho de cargas positivas).
- Na prática, ganhar cargas positivas quase sempre se dá por perder elétrons; ganhar prótons livres não acontece em um metal sólido normal porque os núcleos estão presos.
Passo 5
Analisando cada alternativa com base no que vimos:
- (a) Transferência de prótons do outro objeto para a placa: muito improvável em um sólido metálico comum, pois prótons (núcleos) não se movem entre objetos sem reações químicas violentas. Então esta alternativa é errada na situação elétrica clássica.
- (b) Transferência de elétrons da placa para o outro objeto: isto corresponde exatamente à perda de elétrons que deixa a placa com carga positiva. É o mecanismo típico em metais (por contato, por indução com caminho à terra, ou por atrito quando elétrons são arrancados). Portanto esta alternativa está correta.
- (c) Transferência simultânea de elétrons saindo da placa e prótons vindo do outro objeto: desnecessário e fisicamente não é o que acontece; não há chegada de prótons livres ao metal em processos eletrostáticos comuns.
- (d) “Depende do objeto ser condutor ou isolante”: embora o detalhe do processo (mobilidade da carga, como se distribui) varie entre condutor e isolante, o fato físico central — que cargas macroscópicas se movem por eletróns e não por prótons — vale para ambos: mesmo em isolantes a mudança de carga resulta de rearranjos/transferência de elétrons em nível atômico, não de migração de prótons entre corpos. Além disso o enunciado já diz que a placa é condutora, então não é algo que “depende” para justificar (b). Logo (d) não responde corretamente à pergunta.
Passo 6
Exemplos práticos (para fixar, sem complicar):
- Se encostar na placa com um objeto que “puxa” elétrons, elétrons saem da placa para o outro objeto; a placa fica com carga positiva.
- Ao friccionar um material com outro (efeito triboelétrico), normalmente são elétrons que são transferidos; um corpo fica positivo por perda de elétrons.
Esses exemplos mostram na prática que ganhar carga positiva é quase sempre sinônimo de perder elétrons.
Resposta
(b)