O quadro lista alguns dispositivos eletrônicos que estão presentes no dia a dia, bem como a faixa de força eletromotriz necessária ao seu funcionamento.
Considere que uma bateria é construída pela associação em série de três pilhas de lítio-iodo, nas condições-padrão, conforme as semiequações de redução apresentadas.
Essa bateria é adequada para o funcionamento de qual dispositivo eletrônico?
A) I
B) II
C) III
D) IV
E) V
Resolução em Texto
- Matérias Necessárias:
- Química e Eletricidade.
- Nível da Questão: Médio (padrão ENEM).
- Gabarito: D.
1º Passo: Análise do Comando e Definição do Objetivo
- Comando da Questão: Identificar qual dispositivo eletrônico pode ser alimentado por uma bateria construída a partir de três pilhas de lítio-iodo conectadas em série.
- Palavras-chave: “faixa de força eletromotriz”, “associação em série”, “bateria construída”.
- Objetivo: Calcular a força eletromotriz total da bateria e compará-la às necessidades de cada dispositivo listado.
- Dica Geral: ⚠️ Lembre-se de somar as tensões individuais das pilhas em uma associação em série para obter a tensão total da bateria.
2º Passo: Tradução e Interpretação dos Dados
- Cada pilha tem uma força eletromotriz calculada pela fórmula:
- Substituindo os valores:
- A bateria é composta por 3 pilhas ligadas em série. Portanto, a força eletromotriz total é:
3º Passo: Explicação de Conceitos Necessários
- Associação em Série:
- Em série, as tensões se somam. Assim, a força eletromotriz total da bateria equivale à soma das forças eletromotrizes de cada pilha.
- Faixa de Funcionamento:
- Cada dispositivo eletrônico tem uma faixa de tensão ideal para funcionamento.
4º Passo: Análise das Alternativas
- Dispositivo I (Relógio de parede):
- Faixa: 1,2 V a 1,5 V.
- Conclusão: Alternativa incorreta, pois 10,77 V>1,5 V.
- Dispositivo II (Celular):
- Faixa: 3,5 V a 3,8 V.
- Conclusão: Alternativa incorreta, pois 10,77 V>3,8 V.
- Dispositivo III (Câmera digital):
- Faixa: 7,5 V a 7,8 .
- Conclusão: Alternativa incorreta, pois 10,77 V>7,8 V.
- Dispositivo IV (Carrinho de controle remoto):
- Faixa: 10,5 V a 10,9 V.
- Conclusão: Alternativa correta, pois 10,5 V<10,77 V<10,9 V.
- Dispositivo V (Notebook/Laptop):
- Faixa: 19,5 V a 20,0 V1.
- Conclusão: Alternativa incorreta, pois 10,77 V<19,5 V.
Dica Geral: ⚠️ Compare sempre a tensão total da bateria com os limites superior e inferior de cada dispositivo.
5º Passo: Conclusão e Justificativa Final
- Conclusão: O dispositivo eletrônico que pode ser alimentado pela bateria construída é o carrinho de controle remoto.
- Alternativa correta: D.
- Resumo Final: A questão exigiu o cálculo da força eletromotriz total de uma bateria composta por três pilhas em série e a comparação desse valor com as faixas de funcionamento de diferentes dispositivos. O valor 10,77 V1 corresponde à faixa ideal do carrinho de controle remoto (10,5 V a 10,9 V).
