Me dê vários Exemplos (sem valores numéricos, ou seja, apenas letras) de Força Eletromotriz (fem):
Passo 1
Beleza, então o que a questão pede? Ela quer que a gente dê vários exemplos de fórmulas que representam uma força eletromotriz (fem) usando só letras, sem colocar números. O assunto aqui é “fem” em diferentes contextos (química, indutiva, termoelétrica, fotoelétrica…). Para resolver, vamos usar alguns conceitos básicos:
- Definição geral de fem;
- Lei de Faraday (emf induzida);
- Equação de Nernst (celas eletroquímicas);
- Termoeletricidade (efeito Seebeck);
- Fotoelétrico (energia de fóton menos trabalho de saída).
Passo 2
Primeiro, lembre que “fem” é, de um jeito geral, a diferença de potencial que faz a carga se mover. A gente costuma usar
ou
pra representar isso. Dependendo da situação, a expressão muda – mas sempre vai ser uma combinação de letras (variáveis) e símbolos.
Passo 3
Exemplo 1 – célula eletroquímica (Equação de Nernst):
Aqui a fem depende de uma constante padrão e de um logaritmo do quociente de reação
:
Aqui a fem depende de uma constante padrão
onde
• é a constante dos gases;
• a temperatura;
• o número de elétrons trocados;
• a constante de Faraday;
• o quociente de concentração dos reagentes e produtos.
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Passo 4
Exemplo 2 – fem induzida pela variação de fluxo magnético (Lei de Faraday):
onde
• é o número de espiras;
• o fluxo magnético;
• o tempo;
• o sinal “–” mostra a lei de Lenz (sentido oposto à mudança).
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• o sinal “–” mostra a lei de Lenz (sentido oposto à mudança).
Passo 5
Exemplo 3 – efeito termoelétrico (Seebeck):
Quando você junta dois metais e aplica uma diferença de temperatura , surge uma fem:
Quando você junta dois metais e aplica uma diferença de temperatura
onde
• é o coeficiente Seebeck (uma constante que depende dos metais);
• é a diferença de temperatura entre as junções.
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Passo 6
Exemplo 4 – célula fotoelétrica simplificada:
Ao iluminar um metal, o fóton de energia libera elétron, sobrando:
Ao iluminar um metal, o fóton de energia
onde
• é a constante de Planck;
• é a frequência da luz;
• é a função trabalho do metal.
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Passo 7
Exemplo 5 – assoc ição de fontes em série e paralelo (fem ideal):
• Em série:
• Em paralelo (fontes idênticas):
• Em série:
• Em paralelo (fontes idênticas):
Resposta
Aqui vai a listona dos exemplos de fem só com letras:
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Eletroquímica (Nernst):
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Induzida (Faraday):
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Termoelétrica (Seebeck):
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Fotoelétrica:
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Fontes ideais em série e paralelo:
• Série:
• Paralelo: