Em se tratando do processo de soldagem, Pergunta-se:
- Se a tensão de um arco de
a 100 A é 30 V e de um arco de argônio nas mesmas condições (corrente e comprimento de arco) é de 25 V, qual gás requer mais energia para se converter?
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes dados e pergunta uma coisa clara.
Dados:
- Tensão do arco para o gás hidrogênio:
(medida a e comprimento de arco fixo). - Tensão do arco para o gás argônio:
(nas mesmas condições de corrente e comprimento de arco). - Corrente em ambos os casos:
.
Pergunta:
- Qual gás requer mais energia para se converter (isto é, para manter/converter o arco nas mesmas condições)?
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática).
- A tensão elétrica
indica a energia fornecida por unidade de carga: . Isso significa que um elétron que atravessa uma diferença de potencial de ganha (energia por carga elementar) ou, em unidades macroscopicas, por coulomb. - Potência elétrica é a energia por unidade de tempo entregue pelo circuito e é dada por
onde
-
é a potência em (watts, que é ), -
é a tensão em , -
é a corrente em (ampères, que são ). - Interpretação prática: para a mesma corrente e mesmas condições, um arco com maior tensão consome mais potência (mais energia por segundo) e, portanto, “requer mais energia” para ser mantido.
Passo 3
Cálculo da potência consumida pelo arco no gás hidrogênio.
- Aplicando
com e :
- Comentário didático:
significa que o arco está consumindo de energia por segundo.
Passo 4
Cálculo da potência consumida pelo arco no argônio.
- Aplicando
com e :
- Comentário didático:
significa por segundo.
Passo 5
Comparação numérica e percentual (para entender a diferença).
- Diferença absoluta de potência:
- Diferença percentual relativa ao argônio:
- Interpretação simples: com a mesma corrente, o arco em
consome a mais, ou seja, cerca de a mais de potência que o arco em argônio.
Passo 6
Resumo conceitual final e dica de prova.
- Conclusão lógica: o gás que requer mais energia para manter o arco, nas condições dadas, é o hidrogênio, porque sua tensão de arco é maior, e potência é produto de tensão por corrente.
- Dica para prova rápida: sempre que der tensão e corrente, calcule
para comparar consumo/energia. Se quiser pensar por partícula, tensão em volts corresponde a energia por carga em elétron-volts ( ≈ por elétron, ≈ por elétron) — outro jeito rápido de ver que entrega mais energia por carga.
Resposta
Gás hidrogênio (
) requer mais energia.
Diferença: (ou seja,
consome cerca de
a mais).
Diferença: