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Explique como o precipitador de Cottrell conseguiu purificar o ar contendo fumaça de cigarro.
Passo 1
O enunciado pergunta como o precipitador de Cottrell purifica o ar com fumaça de cigarro. O conteúdo principal aqui é eletrostática aplicada à remoção de partículas sólidas ou líquidas em suspensão. Vamos precisar entender os conceitos de descarga corona, carga de partículas e força de Coulomb.
Passo 2
No precipitador de Cottrell há um eletrodo pontiagudo ligado a uma alta tensão (tipicamente dezenas de kV) e um eletrodo coletor (placa ou tubo) de sinal oposto. Entre esses eletrodos estabelece-se um campo elétrico forte o suficiente para gerar descarga corona no ar, ionizando moléculas neutras e criando íons livres.
Passo 3
Os íons formados na descarga corona colidem com as gotículas e partículas de fuligem da fumaça, transferindo-lhes carga elétrica. Assim cada partícula de fumaça adquire uma carga elétrica (positiva ou negativa, dependendo da polaridade do eletrodo pontiagudo).
Passo 4
Uma vez carregadas, as partículas passam a sentir a força de Coulomb em direção ao eletrodo coletor de sinal oposto, dada por
onde
é a carga da partícula e
é o campo elétrico. Essa força arrasta as partículas até as placas coletoras, longe do fluxo de ar.
Passo 5
As partículas depositadas no eletrodo coletor formam um filme de fuligem que é periodicamente removido (por raspagem ou vibração), mantendo o funcionamento contínuo do aparelho e as placas limpas para novas coletas.
Resposta
O precipitador de Cottrell purifica o ar com fumaça de cigarro gerando uma descarga corona que produz íons, estes carregam eletricamente as partículas de fuligem, e a força de Coulomb faz com que as partículas migrem até eletrodos coletores onde se depositam e são removidas.