Questão 10
UNICAMP 2006
(UNICAMP - 2006 - 2 FASE ) O gráfico abaixo mostra a resistividade elétrica de um fi o de nióbio (Nb) em função da temperatura. No gráfico, pode-se observar que a resistividade apresenta uma queda brusca em T = 9,0 K, tornando-se nula abaixo dessa temperatura. Esse comportamento é característico de um material supercondutor.
Um fio de Nb de comprimento total L = 1,5 m e seção transversal de área A = 0,050 mm2 é esticado verticalmente do topo até o fundo de um tanque de hélio líquido, a fim de ser usado como medidor de nível, conforme ilustrado na fi gura abaixo. Sabendo-se que o hélio líquido se encontra a 4,2 K e que a temperatura da parte não imersa do fio fica em torno de 10 K, pode-se determinar a altura h do nível de hélio líquido através da medida da resistência do fio.
a) Calcule a resistência do fio quando toda a sua extensão está a 10 K, isto é, quando o tanque está vazio.
b) Qual é a altura h do nível de hélio líquido no interior do tanque em uma situação em que a resistência do fi o de Nb vale 36 ?
Gabarito:
Resolução:
a) Segundo o gráfico:
b) A resistência elétrica que deve ser considerada é a do comprimento do fio que não está mergulhado no hélio líquido (L – h), já que a parte imersa tem resistência nula por estar a uma temperatura abaixo de 9,0K.