Exercício 4448

O grafeno é um material formado por uma única camada de átomos de carbono agrupados na forma de hexágonos, como uma colmeia. Ele é um excelente condutor de eletricidade e de calor e é tão resistente quanto o diamante. Os pesquisadores Geim e Novoselov receberam o prêmio Nobel de Física em 2010 por seus estudos com o grafeno. a) A quantidade de calor por unidade de tempo O que flui através de um material de área 4 e espessura d KAT, ~1)) que separa dois reservatórios com temperaturas distintas 7; e T,, é dada por O = ,onde k é a condutividade térmica do material. Considere que, em um experimento, uma folha de grafeno de A=2,.8 um? e d=14x101ºm separa dois microrreservatórios térmicos mantidos a temperaturas ligeiramente distintas 7,=300K e 7,=302K. Usando o gráfico abaixo, que mostra a condutividade térmica k do grafeno em função da temperatura, obtenha o fluxo de calor O que passa pela folha nessas condições. 6x10° 5x10? 4x10? 5 ATW/(m K)] 3x104 2x10)+ 4 1 4 | 250 300 350 400 TIK] b) A resistividade elétrica do grafeno à temperatura ambiente, p =1,0x10* Qm, é menor que a dos melhores condutores metálicos, como a prata e o cobre. Suponha que dois eletrodos são ligados por uma folha de grafeno de comprimento L=14um e área de secção transversal 4=70 nm?, e que uma corrente i=40 wA percorra a folha. Qual é a diferença de potencial entre os eletrodos?