10. (UNESP 2010) A pilha esquematizada, de resistência desprezível, foi construída usando-se, como eletrodos, uma lâmina de cobre mergulhada em sol...

Para calcular a potência dissipada pela lâmpada, é necessário utilizar a fórmula P = U.i, onde P é a potência, U é a diferença de potencial da pilha e i é a corrente elétrica que passa pela lâmpada. Sabemos que a diferença de potencial da pilha é igual a 1,1 V. Para calcular a corrente elétrica, é necessário utilizar a equação de Faraday, que relaciona a carga elétrica com a quantidade de elétrons que passam por um ponto em um circuito elétrico. A equação de Faraday é dada por Q = n.F, onde Q é a carga elétrica, n é o número de mols de elétrons que passam pelo ponto, e F é a constante de Faraday, que é igual a 96.500 C/mol. Para calcular o número de mols de elétrons que passam pelo ponto, é necessário utilizar a equação estequiométrica da reação que ocorre na pilha. Sabemos que a reação é dada por Cu+2 + 2 e– → Cu e Zn+2 + 2 e– → Zn. Como a lâmina de cobre ganha massa, sabemos que a reação que ocorre na pilha é a seguinte: Zn + Cu+2 → Cu + Zn+2. Para cada mol de Zn que é oxidado, um mol de Cu+2 é reduzido. Portanto, a quantidade de mols de elétrons que passam pelo ponto é igual à quantidade de mols de Zn que são oxidados. A massa de Zn que é oxidado é igual à diferença de massa da lâmina de zinco antes e depois do experimento, que é igual a 63,5 μg. Convertendo para gramas e dividindo pela massa molar do Zn, temos: n = m/M = 63,5.10^-6 g / 65,4 g/mol = 9,7.10^-7 mol Portanto, a quantidade de mols de elétrons que passam pelo ponto é igual a 9,7.10^-7 mol. Multiplicando pela constante de Faraday, temos: Q = n.F = 9,7.10^-7 mol x 96.500 C/mol = 93,6 C Sabemos que o tempo de duração do experimento é igual a 193 s. Portanto, a corrente elétrica que passa pela lâmpada é igual a: i = Q/t = 93,6 C / 193 s = 0,485 A Substituindo os valores na fórmula da potência, temos: P = U.i = 1,1 V x 0,485 A = 0,5335 W Portanto, a potência dissipada pela lâmpada nesse período foi de aproximadamente 0,55 mW (alternativa c).