Compreendendo a Física - Vol. 3

Compreendendo a Física - Vol. 3


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Ilustração original de Volta, publicada em 1800 em 
um artigo na revista Philosophical Transactions, da 
Royal Society, Londres, Inglaterra.
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118 uNIDADE 2 \u2013 ElEtRoDINÂMICA
Segue-se a transcrição de um trecho do artigo 
citado na legenda da página anterior. Além de mostrar 
o entusiasmo de Volta por sua descoberta, ele retrata 
também a informalidade com que eram tratadas as 
descobertas científicas naquela época:
\u201cSim! O aparelho de que falo e que, sem dúvida, 
vos surpreenderá, consiste apenas na montagem de 
um certo número de bons condutores de diferentes 
tipos dispostos de determinado modo. São necessá-
rias trinta, quarenta, sessenta ou mais peças de cobre 
ou, melhor ainda, de prata, ficando cada uma delas em 
contato com uma peça de latão ou, melhor ainda, com 
peças de zinco, e um igual número de camadas de 
água ou outro líquido que seja melhor condutor que a 
água pura, de preferência água salgada ou uma solu-
ção alcalina, ou então, camadas de cartão ou couro 
bem impregnadas por esses líquidos\u201d.
Por causa dessa disposição de discos empilhados, 
esse dispositivo tornou-se conhecido como pilha de 
Volta. Foi o primeiro gerador químico capaz de produ-
zir uma quantidade contínua de cargas elétricas 
durante um intervalo de tempo razoavelmente longo.
Curiosamente, Volta, que fez sua descoberta negan-
do a existência de uma eletricidade animal, acabou por 
reproduzir em sua montagem a eletricidade animal, que 
de fato existe e já era conhecida na época, embora ainda 
não identificada como tal. É o que revela o relato a seguir, 
do livro O mundo da eletricidade, de Otaviano de Fiore di 
Cropani. São Paulo: Eletropaulo, 1987. p. 41.
\u201cOs povos da Antiguidade conheciam bem certos 
bagres, raias e enguias, dotados de um temível poder: 
segurá-los ou apenas estar próximos deles na água 
podia causar doloridas contrações musculares, mal-
-estar súbito, perda dos sentidos e, para pequenos 
animais, até mesmo a morte. No caso de algumas 
doenças, os médicos receitavam ao paciente um con-
tato com esses peixes. Faziam-no sem desconfiar 
que o espasmo provocado era um fenômeno de natu-
reza semelhante ao raio celeste.
Apenas no século XVIII, os estudiosos da eletricida-
de começaram a suspeitar que os choques provocados 
pela garrafa de Leyden pareciam-se muito com os cau-
sados pelos peixes. Com as primeiras provas experi-
mentais, a certeza logo se espalhou: havia, de fato, ani-
mais que produziam espontaneamente \u2018fluido elétrico\u2019! 
Faraday demonstrou isso de forma cabal ao medir a 
corrente dos animais com um galvanômetro.\u201d
O estudo da eletricidade animal revelou uma sur-
preendente semelhança com a montagem de Volta. 
Veja a figura abaixo, que mostra um esquema da ana-
tomia do órgão elétrico do poraquê, peixe que ilustra a 
abertura deste capítulo:
O primeiro detalhe mostra as pilhas de eletrócitos, 
células ligadas em série (para aumentar a diferença de 
potencial) e em paralelo (para aumentar a intensidade 
da corrente). O segundo e o terceiro detalhes mos-
tram uma célula individual e canais que, quando aber-
tos, permitem a passagem das substâncias químicas 
que reagem e geram a diferença de potencial neces-
sária para a descarga elétrica.
A disponibilidade de uma fonte contínua de eletricida-
de deu um extraordinário impulso no estudo e conheci-
mento da eletricidade. Ela deixou de ser apenas um fenô-
meno cuja maior aplicação era despertar a curiosidade 
científica em espetáculos públicos de choques e faíscas 
para se tornar uma das mais importantes tecnologias 
que o ser humano desenvolveu ao longo da História.
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A invenção da pilha tornou Volta uma celebridade em sua época. 
Nesta pintura, em pé, ele a apresenta a Napoleão Bonaparte 
(afresco de Gaspero Martinellini sobre desenho de Nicola 
Cianfanelli).
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 CApítulo 7 \u2013 GERADoRES E CIRCuItoS ElÉtRICoS 119
2. Geradores químicos e 
força eletromotriz
A propriedade dos geradores químicos de produzir 
quantidades contínuas e uniformes de carga elétrica 
levou os físicos a formularem um novo conceito e uma 
nova grandeza física, capaz de definir essa proprieda-
de: a força eletromotriz.
geradores químicos
Sempre que dois metais diferentes são imersos 
num eletrólito, solução líquida que se dissocia em 
íons, obtemos um gerador químico.
Vamos considerar um gerador químico elemen-
tar: uma placa de cobre e outra de zinco imersas 
numa solução diluída de ácido sulfúrico. Veja a 
figura abaixo:
Cada molécula de ácido sulfúrico (H
2
SO
4
) em 
água decompõe-se em dois íons H1 e um SO
4
22.
Por sua vez, essa solução ácida desloca íons Cu21\u2009e 
Zn21da estrutura cristalina das placas de cobre e de 
zinco. Como o zinco é mais solúvel do que o cobre, 
passa para a solução uma quantidade muito maior 
de íons Zn21 do que íons Cu21.
Então, a placa de zinco se torna \u201cmais negativa\u201d 
do que a de cobre, ou seja, ela terá uma quantidade 
muito maior de elétrons livres em excesso do que a 
de cobre. Se ambas forem ligadas por um fio con-
dutor, os elétrons livres da placa de zinco fluem 
para a placa de cobre, estabelecendo uma corrente 
elétrica entre elas. Esse processo é lento, o que per-
mite a utilização da corrente elétrica durante um 
tempo razoavelmente longo, até que os reagentes, 
como a própria placa de zinco, se extingam.
placa 
de zinco
SO
4
2 \u2013
SO
4
2 \u2013
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Zn2+
Cu2+
Cu2+
H+
H+
H+
H
2
SO
4
eletrólito 
(solução
de ácido
sulfúrico)
+
\u2013
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placa
de cobre
corrente
Zn2+
Zn2+
Pilha elementar: uma placa de cobre e uma de 
zinco imersas numa solução de ácido sulfúrico.
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conexões: química
Estabelece-se aqui uma importante conexão entre 
a Eletricidade e a Química. A explicação mais adequada 
dos processos desenvolvidos em um gerador químico 
só pode ser dada num curso de Química (no campo de 
Eletroquímica), mas é possível entender como esse con-
junto funciona numa abordagem menos aprofundada, 
como exemplificado acima.
Esse nome, apesar de inadequado, foi mantido por 
tradição. Ele foi adotado numa época em que, além de 
não estar muito clara a distinção entre força e energia, 
a natureza da eletricidade e do funcionamento dos 
geradores químicos era pouco conhecida.
Para entender a ideia que originou e justifica esse 
novo conceito, apresentamos uma analogia, ilustrada 
na figura abaixo.
O menino eleva a bola do nível mais baixo da rampa 
ao nível mais alto da calha \u2013 ele realiza trabalho, e a bola 
adquire energia potencial gravitacional. Solta a bola no 
alto da calha, ela desce e durante a descida faz girar 
pequenas roletas, numa espécie de fliperama, realizan-
do trabalho. Além disso, nos choques da bola com os 
obstáculos ambos se aquecem, como garante a pri-
meira lei da Termodinâmica,
Thiago Ribeiro
Thiago Ribeiro fez um comentário
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Willy
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Beto
Beto fez um comentário
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Beto
Beto fez um comentário
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Paulo
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