Exercício 7 · Exame Nacional Física e Química A 1.ª fase 2026

7. Embora tanto as pilhas como os acumuladores 1 forneçam corrente elétrica, são coisas muito diferentes, e dentro das respetivas caixas não têm os mesmos produtos. Os acumuladores têm lá dentro muitas placas de chumbo, e é isso que os torna tão pesados. E também um líquido, por exemplo ácido sulfúrico (que queima a pele e o pano e a madeira) e água. As pilhas, não.

Rómulo de Carvalho, A Física no Dia a Dia, 2.ª edição, Lisboa, Relógio D'Água, 2007, p. 99.

Nota:

1 Acumulador – bateria.

A Figura 5 esquematiza, de forma simplificada, um acumulador, estando representadas apenas duas placas, uma de dióxido de chumbo, $\text{PbO}_2\,(\text{s})$, e outra de chumbo, $\text{Pb}\,(\text{s})$, mergulhadas numa solução aquosa de ácido sulfúrico, $\text{H}_2\text{SO}_4\,(\text{aq})$.

No destaque lateral, estão esquematizados os reagentes e os produtos da reação que ocorre na placa de chumbo e que pode ser traduzida por

$$\text{Pb}\,(\text{s}) + \text{H}_2\text{SO}_4\,(\text{aq}) \rightarrow \text{PbSO}_4\,(\text{s}) + 2\,\text{e}^- + 2\,\text{H}^+\,(\text{aq})$$

7.1.

Quando o acumulador se encontra ligado a um circuito elétrico fechado, os portadores de corrente elétrica, nas placas de chumbo, são      e, na solução de ácido sulfúrico, são     .

7.2.

A reação química que ocorre na placa de chumbo permite que, por cada mole de $\text{Pb}\,(\text{s})$ que se oxida, sejam libertadas $2{,}0\text{ mol}$ de eletrões para o circuito elétrico exterior, como se esquematiza na Figura 5.

Quando a bateria está a fornecer energia a um circuito elétrico, de resistência elétrica $800\ \Omega$, a diferença de potencial elétrico aos seus terminais é $12\text{ V}$.

O módulo da carga do eletrão é $1{,}602 \times 10^{-19}\text{ C}$.

Determine a massa de $\text{Pb}\,(\text{s})$ que reage durante $30\text{ minutos}$ de funcionamento da bateria.

7.3.

Os iões $\text{H}^+$ e $\text{SO}_4^{2-}$ criam campos elétricos no espaço à sua volta.

Considerando estes iões pontuais e isolados, qual dos esquemas seguintes pode representar as respetivas linhas de campo elétrico?