9^{\underline{a}} QUESTÃO

“A partir da resistividade elétrica, podemos definir outra propriedade importante, a condutividade elétrica, \sigma, que é simplesmente o inverso da resistividade elétrica. Assim como a resistividade elétrica, a condutividade elétrica não depende da geometria da amostra, depende somente do tipo de material utilizado”.
SOUZA, Luis Henrique de. Ciências dos Materiais. Maringá-PR.: Unicesumar, 2019. p. 196.
Sobre a classificação a partir dos valores de condutividade elétrica dos materiais, analise as afirmativas a seguir.
I. Os condutores são aqueles que possuem condutividades entre 10^{4} e 10^{7}(\Omega \cdot m)^{-1}.
II. Os semicondutores são aqueles que possuem condutividades entre 10^{-7} \mathrm{e} 10^{4}(\Omega \cdot \mathrm{~m})^{-1}.
III. Os isolantes são aqueles que possuem condutividades entre 10^{-20} e 10^{-10}(\Omega \cdot \mathrm{~m})^{-1}.
É correto o que se afirma em

ALTERNATIVAS

◯ I, apenas.
◯ III, apenas.
◯ II e III, apenas.
◯ I e II, apenas.

Passo 1

O enunciado dá três afirmações sobre a classificação dos materiais segundo a condutividade elétrica \sigma (unidade (\Omega\cdot m)^{-1}):
I. Os condutores são aqueles que possuem condutividades entre \,10^{4} e \,10^{7}\,(\Omega\cdot m)^{-1}.
II. Os semicondutores são aqueles que possuem condutividades entre \,10^{-7} e \,10^{4}\,(\Omega\cdot m)^{-1}.
III. Os isolantes são aqueles que possuem condutividades entre \,10^{-20} e \,10^{-10}\,(\Omega\cdot m)^{-1}.
A pergunta pede: quais dessas afirmativas são corretas (escolher a alternativa correta entre as dadas).

Passo 2

Conceitos básicos — o que é condutividade e unidade:
A condutividade elétrica \sigma é o inverso da resistividade \rho. A relação é
\sigma=\frac{1}{\rho},
onde \sigma tem unidade (\Omega\cdot m)^{-1} (também chamada de siemens por metro, S/m) e \rho tem unidade \Omega\cdot m. Explicando as variáveis: \rho mede quanto o material resiste ao fluxo de corrente; \sigma mede quão facilmente corrente flui no material. Valores típicos de \sigma diferenciam condutores, semicondutores e isolantes por ordens de grandeza.

Passo 3

Critério prático e exemplos reais para condutores:
Na prática, metais bons condutores apresentam condutividades muito altas, tipicamente na faixa de \sim 10^{6} a \sim 10^{8}\,(\Omega\cdot m)^{-1}. Dois exemplos concretos (valores típicos à temperatura ambiente) são: cobre com \sigma\approx 5,8\times10^{7}\,(\Omega\cdot m)^{-1} e alumínio com \sigma\approx 3,5\times10^{7}\,(\Omega\cdot m)^{-1}. Esses exemplos mostram que muitos condutores têm \sigma maiores que \,10^{7}. Portanto a afirmação I (limitar condutores a no máximo \,10^{7}) deixa de fora metais comuns e está incorreta.

Passo 4

Análise da afirmação II (semicondutores):
A definição prática costuma colocar a faixa de semicondutores entre valores muito pequenos e valores que chegam perto da fronteira com condutores. Uma faixa frequentemente usada é algo como \,10^{-7} até \,10^{4}\,(\Omega\cdot m)^{-1} (ou faixas similares por ordens de grandeza), porque semicondutores podem ter condutividades muito baixas quando intrínsecos e muito maiores quando dopados. Dado que essa faixa cobre desde condutividades muito baixas até o limite superior próximo ao que alguns materiais passam a ser considerados condutores, a afirmação II está de acordo com a classificação prática e portanto é correta.

Passo 5

Análise da afirmação III (isolantes):
Isolantes possuem condutividades extremamente baixas. Faixas tipicamente citadas para isolantes vão de valores super-pequenos como \,10^{-20} até algo como \,10^{-10}\,(\Omega\cdot m)^{-1}, dependendo do material e das impurezas. Isso é consistente com a afirmação III, que dá exatamente essa faixa. Assim, a afirmação III também é correta.

Passo 6

Conclusão lógica com base nas análises:
  • I é incorreta (porque muitos condutores têm \sigma maiores que \,10^{7}).
  • II é correta.
  • III é correta.
Portanto, apenas II e III estão corretas.

Resposta

II e III, apenas.

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