propriedades elétricas, magnéticas

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Aline - CIÊNCIA DOS MATERIAIS 
TAREFA 2 – PROPRIEDADES ELÉTRICAS, MAGNÉTICAS, OPTICAS E 
TÉRMICAS 
1) Empregando a teoria das bandas de energia explique a diferença entre materiais 
isolantes, condutores e semicondutores. 
 A diferença dessa propriedade elétrica em condutores, semicondutores e isolantes está 
diretamente relacionada com o espaçamento (tamanho do gap) entre as bandas de energia. 
 Os condutores apresentam elétrons livres na banda de valência e na banda de 
condução, assim os metais possuem o espaçamento entre as bandas que está preenchido com 
elétrons livres. 
 Já os semicondutores apresentam a banda de valência separada da banda de 
condução por um espaçamento entre as bandas, os elétrons da banda de valência só precisam 
de uma quantidade baixa de energia para se promoverem para a banda de condução. 
 No caso dos isolantes os espaçamentos entre as bandas são relativamente grandes, 
para promover um elétron da banda de valência até a banda de condução é preciso fornecer 
uma quantidade alta de energia. 
 
2) Por que o efeito da temperatura na condutividade elétrica é, em geral, mais 
acentuado em um semicondutor do que em um isolante? 
 O aumento da temperatura em semicondutores resulta no aumento da condutividade 
elétrica, já em materiais isolantes isso não é perceptível. Isso se deve ao tipo de ligação 
atômica de cada material. Materiais semicondutores se caracterizam por ligações covalentes e 
ligações consideradas fracas, com isso o aumento da temperatura resulta no aumento da 
vibrações, fazendo com que essas ligações se rompam facilmente, aumentando então a 
condutividade do material. Porém em materiais isolantes, a ligação é caracterizada por ser 
extremamente forte como por exemplo, ligações iônicas ou ligações fortemente covalentes, 
dessa forma, o aumento da temperatura não é capaz de romper as ligações atômicas para 
aumentar a condutividade elétrica. 
 
3) O que são materiais supercondutores e quais possíveis aplicações práticas? 
 É uma propriedade física que certos materiais apresentam quando são esfriados a 
temperaturas extremamente baixas, podendo conduzir corrente elétrica sem resistências e nem 
perdas de energia. Exemplos de aplicações: 
 Nos aparelhos eletrônicos que funcionam à base de eletricidade, diminuindo o seu tamanho e o 
gasto de energia dos mesmos; 
 Nos fios supercondutores utilizados em computadores, permitindo que os chips sejam cada vez 
menores e mais rápidos no processamento de dados. 
 
4) Nos metais, cite três fatores que influenciam a resistividade elétrica. 
 Temperatura, quantidade de impurezas e nível de deformação. 
5) Diferencie semicondutores extrínsecos do tipo p e do tipo n. 
 Semicondutor extrínseco do tipo N: Os elétrons excedentes se movem pelo material. 
 Semicondutor extrínseco do tipo P: O excesso de cargas positivas equivale à existência 
com facilidade de “buracos” que propiciam a movimentação de elétrons e a condução da 
eletricidade. 
 
6) Qual é a diferença entre condução eletrônica e iônica? 
 Na condução eletrônica o transporte da carga é realizado por elétrons. Já na condução 
iônica o transporte da carga ocorre pela movimentação de íons no meio. 
7) Diferencie materiais diamagnéticos, paramagnéticos, ferromagnéticos e 
ferrimagnéticos. 
 Materiais ferromagnéticos (metais) apresentam momentos magnéticos determinados 
pelos elétrons; 
 Materiais ferrimagnéticos (óxidos metálicos) apresentam momentos magnéticos 
determinados pelas cargas dos íons que estão presentes na molécula 
 Materiais paramagnéticos geram momentos magnéticos na mesma direção do campo 
magnético no qual o mesmo foi submetido; 
 Materiais diamagnéticos geram um momento magnético extremamente pequeno e de 
sentido oposto ao do campo no qual o material foi submetido. 
 
8) Qual a diferença entre um material magnético mole e um magnético duro? 
 Os magnetos duros, também chamados ímãs, são aqueles "permanentes" - o que 
significa que exigem um forte campo externo para levar sua magnetização a zero. Já os 
magnetos moles possuem um magnetismo facilmente reversível. 
 
9) O que é a temperatura de Curie? É a temperatura em que um material ferromagnético ou 
um ímã perde suas propriedades magnéticas. 
10) Qual a diferença entre fótons e fonons de energia? 
 Fóton é o pacote de energia da luz que é transmitida quando elétrons trocam de níveis 
de energia e este fenômeno é do tipo eletromagnético. O fônon é a quantidade de energia 
térmica que é transmitida através de vibrações e este fenômeno é mecânico. A relação entre o 
fóton e o fônon é que a energia de ambos depende do seu comprimento de onda. 
 
11) Definas as propriedades térmicas de capacidade térmica, calor específico, 
coeficiente de condutividade térmica e de dilatação térmica. 
 Capacidade térmica: Trata-se da razão entre a quantidade de calor e a variação de 
temperatura sofrida por um corpo. 
 Calor especifico: representa a capacidade calorífica por unidade de massa 
 Coeficiente de condutividade térmica: Corresponde à quantidade de energia, sob a 
forma de calor, que passa, num segundo, através de 1m² de superfície, quando a diferença de 
temperatura entre o interior e o exterior é de 1°C. 
 Dilatação térmica: é o aumento do volume de um corpo ocasionado pelo aumento de 
sua temperatura, o que causa o aumento no grau de agitação de suas moléculas e 
consequentemente aumento na distância média entre as mesmas. 
 
12) Considerando o gráfico de força de ligação química x distância interatômica 
represente a curva para um material com maior dilatação térmica (A) e um com menor 
dilatação térmica (B). 
 
 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/propriedades-magneticas-dos-materiais.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/caracteristicas-dos-imas.htm
 
13) Represente por desenhos os diferentes fenômenos de interação da luz com os 
materiais sólidos. 
 
14) Explique porque os metais são opacos à luz visível. 
 A opacidade depende da frequência (portanto, de seu comprimento de onda) da luz 
sendo considerada. Segundo a mecânica quântica, um material será opaco a um certo 
comprimento de onda quando em seu esquema de níveis de energia existe alguma diferença 
de energia que corresponde a esse comprimento de onda. Por isso, os metais são opacos (e 
refletem a luz) pois suas bandas de energia são tão amplas que 
qualquer cor do espectro visível pode ser absorvido e reemitido. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Frequ%C3%AAncia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Comprimento_de_onda
https://pt.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A2nica_qu%C3%A2ntica
https://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%ADvel_de_energia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Metal
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectro