Dispositivos eletrônicos que utilizam materiais de baixo custo, como polímeros semicondutores, têm sido desenvolvidos para monitorar a concentração de amônia (gás tóxico e incolor) em granjas avícolas. A poüanilina é um polímero semicondutor que tem o valor de sua resistência elétrica nominal quadruplicado quando exposta a altas concentrações de amônia. Na ausência de amônia, a polianilina se comporta como um resistor ôhmico e a sua resposta elétrica é mostrada no gráfico.
O valor da resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia, em ohm, é igual a
a) 0,5 x 10°
b) 2,0 x 10°.
c) 2,5 x 105.
d) 5,0 x 105.
e) 2,0 x 106.
Resolução em texto
📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão
- Física (Eletrodinâmica: Lei de Ohm, leitura de gráficos)
- Interpretação de texto científico
🎯 Tema/Objetivo Geral
Cálculo de resistência elétrica a partir de gráfico corrente × tensão, considerando alteração de propriedades do material em contato com amônia.
🎯 Nível da Questão
Médio – exige boa leitura gráfica, conversão de unidades e raciocínio sobre o efeito químico na propriedade física (resistência).
✅ Gabarito
Alternativa E: 2,0 x 10⁶ Ω
A alternativa correta é a E porque representa a resistência quadruplicada em relação ao valor obtido inicialmente do gráfico.
🔎 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
1.1 Transcrição Essencial 📌
“O valor da resistência elétrica da polianilina na presença de altas concentrações de amônia, em ohm, é igual a…”
1.2 O que está sendo pedido? 📌
Determinar a resistência elétrica da polianilina com amônia.
1.3 Objetivo Cristalino 📌
Calcular a resistência da polianilina, sabendo que, em contato com amônia, ela quadruplica em relação ao valor inicial do gráfico.
1.4 Pergunta de Atenção ✔
Você lembra como calcular resistência elétrica usando o gráfico corrente × tensão? Sabe converter microampères (μA) para ampères?
📚 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
2.1 Definições e Fórmulas (📌)
- Lei de Ohm: R = U/I (Resistência = Tensão / Corrente)
- 1 μA = 1 x 10⁻⁶ A
📝 Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
3.1 Contextualização Simplificada (📌)
Temos um material chamado polianilina. Sem amônia, ela tem certa resistência, que você pode descobrir usando os dados do gráfico. Com amônia, essa resistência aumenta 4 vezes. A questão quer saber o novo valor dessa resistência.
3.2 Estratégia Geral (📌)
Primeiro, vamos calcular a resistência usando os valores do gráfico sem amônia. Depois, multiplicamos por 4 para encontrar a resistência na presença de amônia.
🧮 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
4.1 Passo a Passo Detalhado (📌)
- Pegue um ponto fácil do gráfico, por exemplo:
Quando U = 3,0 V, I = 6 x 10⁻⁶ A. - R = U / I
R = 3,0 / (6 x 10⁻⁶)
R = 0,5 x 10⁶ Ω
(ou 5 x 10⁵ Ω) ✔️ Note que 3 / 6 = 0,5; 10⁰ / 10⁻⁶ = 10⁶.
4.2 Verificação Intermediária (📌)
Esse valor representa a resistência sem amônia. A questão quer o valor com amônia, que é 4 vezes maior.
- R_amônia = 4 x (0,5 x 10⁶) = 2,0 x 10⁶ Ω
4.3 Possível armadilha ❓/✔
É comum errar a unidade da corrente (esquecer de transformar μA para A) ou esquecer de quadruplicar no final!
4.4 Fechamento e Expectativa
Agora é só procurar essa resposta entre as alternativas e garantir que está em ohms.
✅ Passo 5: Análise das Alternativas
5.1 Listagem das Alternativas
A) 0,5 x 10⁶
B) 2,0 x 10⁵
C) 2,5 x 10⁵
D) 5,0 x 10⁵
E) 2,0 x 10⁶
5.2 Justificativa Individual
- A) 0,5 x 10⁶ 🔴 – É a resistência sem amônia, não com amônia.
- B) 2,0 x 10⁵ 🔴 – Valor muito baixo, talvez confusão na leitura dos valores ou unidade.
- C) 2,5 x 10⁵ 🔴 – Não corresponde ao resultado esperado, possível erro na escolha do ponto do gráfico.
- D) 5,0 x 10⁵ 🔴 – É a resistência sem amônia, mesma ideia da A.
- E) 2,0 x 10⁶ 🟢 – Correto! É a resistência multiplicada por 4, como exige o enunciado.
🏆 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
6.1 Resumo do Raciocínio (📌)
Usamos a Lei de Ohm para calcular a resistência da polianilina a partir do gráfico, depois multiplicamos por 4 porque a amônia quadruplica o valor.
6.2 Gabarito Reafirmado (📌)
Alternativa E (2,0 x 10⁶ Ω).
6.3 Resumo Final para Revisão (🔍)
Sempre transforme unidades corretamente e preste atenção quando o problema pedir para multiplicar ou alterar o resultado inicial!
