Lista 02 Escalas termométricas ( de temperaturas)

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ri{É:iìl Em ceÌt(, .liâ. na cida.le de Salvâdor,o serüço de ÍÌeteoroìogia anuociou Ìi Ínâ te.Ìeraturâ mâtìÌìa de '10 Cc uma minina de 25'C. a) Quaì é a vãriaçào de temDeÌatuÍâ entrc os instantes êm que Íoranr assinaìadaeás temperaiufas máiúìâ e b) Qüãl é o vâlor dessavaÌia!ão de teDÌperatÌita exlresso na èscala Fâhfê.heitÌ

a) Quancìoo servìçÌr de úetcorologia anunciã â temperatura mdinÌa e a Ìempetatuta míninade um dia usuaìrìcDteDào nìdica qüal delâs ocorteu antès. Assim, temos duas hiPótcses a consideÌnri a teÍÌpefatura minima ocofeú mtes cla ma\ima lihipótese En tão: 0r: 25 "C e e, = 40' C

^0.

: oz oÌ = 40 ,5 =

F

=Cl

(aürentôde remperatura)

2í hipótese ÀÌempe.ãtúranÌinnnaocorreudepotuda mdinìa. E nt ã o :0:1 4 0 ' C e e ! - 2 5" C

Á0,.: e! o, = 25 40 =

(diminuição ;al detemperatÌtra) F serádadapor: no casóde aumentode temperãtura. na escalaFàhrenheit, b) variação exp.essâ ^ \0 li Â0. r : -. .;ì q5 95 ^0. No cà s o de dr m inuL( ãôde t em DPr dt ut d

a

.l o F ' = tt;ì

Rc apo s tõa: ) 1 5 ' Co u 1 5 ' C r b ) 2 7 ' !-o ú 27" ìr

r

. Ê:6

")

LÌiste a possibilidâdede as variâçõcs.ìetempefâturânas escâlasCelsiúse FalìrenheitseÌe expressasDelr) mesmovánrÍnumérìco? .\0! = entreas vâriaçõesde teDÌperâtüra, Selìzermos,DaÍórmuÌade coDversào rE.\J \ Y 5959

Ì, ôbreremos: ^€.

- txsx

essaiguaklãdèsóé válidapara.x = 0. Portant(),só há coincidênciãèntreos vaÌoresnuÌréricôs.lasvâ^ssnÌ.

q,.'d,, cersius e tahrenheit nasescards riações detedperaLura [ìo-

o.a

" Fqlìì,'",o

u, ouo',,t,'

a temperâturainal é igtraìà tèdìperaturainicial

... 'ii : r t ii,

.,:i:tl ri :: a

Eft cerraresiãoda Terra,â temPeratutaméÌiÌnâregistrèdano decorrerde um âno Ioi de 42'C e ã úinnÌâ lÍ)i â) ãveiÀção deÌempeÍâtúraentrcos instantesenÌ que essastemperatuÌasfoÍâÌÌ registra'lasl b) o vaÌor dessavariaçãodetempeÌaturãdPresso em grâusFahfenheìt :l'É:&llru,n sistema;niciatúenteDatempeÌatu.ã.le 20 'C soJÌeumâvariaçãode :,5'C. Determirei a) a tempeÌatuÍáÊnâldo sistemanà escâlâCeÌsnEi b) avarjaçãodetemperattrrado $istenìadpressa.ã escâlaf ãhreúeiti c) atemperaturâlìnal do sistema.â escâìaFahrenheit DAÌEMprRÁÍuR CÁÌiruro2 . A MEDTDA -Ì*üoMÍR

a

17 .

f

EDs.runçãotermométrica Exìstemvárìostipos de termômetros, diferindo uns dos outros pela grândezatermométrica. Por exemplo, nos termômetrosde líquìdo, como os de mercúrio,a gÍandezatermométricaé o volume do líquido,que,ao variar.faz mudara alturada coluna. Nos termômetrosde gás,a grandezatermométricaé o volume do gás (quando a pressãoé mantida constante)ou a pÍessãodo gás(quandoo volumeé mantido constante).No termômetrode rcsistência de platina,a grandezatermométÍÌcaé a fesistêncìa elétricã,que é estudadaem Eletricidade,no VolLrme3. A ÍóÍmu a que Íelacionaos valoresda grandezatermométricacom os respectivosvaloresda temperaturaé denominadaíunção termométrica, que geralmenteé do primeiro grau.

f,

NunÌtermômetrocìemercúrio.a coÌunaÌlquidaaprcsenta0,4cmqüâ.do em presençado geìoem Íusão(0'C) e 20,.1cmem preseDça de vaporesde águaem ebuÌição(100'C). Dete.nine: a) a lÌrnçàotermométricadesseteÌmômetrona escaìaCelsiusi b) a temperaturaìndicâdaporessetermômetrcquandosua colunâliqÌ,idaapresenta8,4cm dealtura.

podeÌnostu er â) À lúçãô termomótricââdôtâdâó do prinìciro grâu. â compdação entre a graÌd% tennométrio (l) e^ssim, a tempehlurâ (0)l

ho,4€0 20,4 0,4 0-,1 0 100 20

?q4!!Ì

100'c

100 0

T

5

Essâequaçào erpressaã fuDçàotermométricâdessetermômetrona

c

b) Substitüindonâ Íórmulãâc'Ìna/ì = 8,4cm.obtemos:

o:5.8,,r- 2=42 z = [ e : ã ; õ -ì Respdst*: à) 0 = 5,

2ì b) 40 'C

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ì Í;!iir'

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lr " :i,

illì ì : r , : : ,

À .ôlurâ liqüidã dè um tefftômetrô de úercúrio apfesentâ ãltura de 5 mm quddo ô te.môhetÍo é colocã.lo nüm recipìente contendo gèlo enì iusão. Quãndo. te.mômet.o é colocãdo em vãporcs íle ágüâ em ebulição sob pressãô qôrdãI, ã colunã liqüida apresenta 50 úm. DêteÍúine:

a) âluncâo lê.mométÍicãdesseterniônetro na êscâlâCeìsiús: b) âtenpe.âtuÍâde um @rpo em presençado qual a côlünãliquidãâpresentá15úm de altura. No rerÌÌômebo de gás,ã voluÒe côÍsta.te, â grãndezãtermométricaé a pressãoque o gás ê!er.e. Um ter mômetroressa condiçôesindicâ umapressãode5 úmHg qüândoem equilibriocon o p.nto dô geìo,€ uma pressãode 7 mmHgno equilibriotêrmicocom o ponto do vapoÍ. a) Estabeleca a lunçãotermométricadessetermômetropâraa escalaFahrenheitbJ DetennìDeatenÌperaturade um Iorno sabendoque a pressãodo gõ no equiìibdorérmìcoé9,5 mmHg.

rr 8

Os FUNDÀMENÌo5 DAFitca

-

Temperâturasabsolutasnotáveis

Apresentanìos, a seguL â gumasternpeÍêturêsnotáveis,expressasem ke vin, dêsdeo nter oÍ das quenÌes até o zeroêbsouto, que Íepresentamos doÌsexÌÍenìosconhecdos. estreês frìais

t

EsÍá no Guínness De acoÍdocom o Guinness,o lvro dos recordes,a tempeÍaturamais baixaaté hoje conseguda Íoi 2,8.10 'K, sto é, duzenios e otentêÍiionesirnosde kevìnac ma do zeroabsoluto. Essefeito,anun de BêixasTer.peraÌuÍas ciadoem 1993,fo reaizadono LaboralóÍio da UnversdadedeTecnologa de Helsnque(Finlând a).

rlüïíffi@ 'llàiÍ,il Cpuc-splu-

ingrêsmedea temperatura

-eaico de um paciente com suspeitade iniecçãoe obtém em seu termômetro clínico o valor de 102,2'F a) TemeÌemotivodepreocuDação com o paciêôte?Justifrque. b) Po. queuú doêôtecoft Ieb.esentefrioÌ Respondâ e de6natambéú o concêitôIísico de

Ìiii;:l$a Unâescaraãrbìúáiiaadotapãrâo pô'to .lo seloe pã.âo Pont. do vâpor,.espectivâÒente,os vãlores l0 ê 240.Estabeleçâ âs fóÍúulâi dê conversâo dessãscala pârâãsescêlâsCelsiuse Faìrenhe't. Determìneã indicâçãoda rcleridãscâla pãra o

iiP,ìiqiin'..

*-t"

E.o zerocorresponde a

10' Cea i n d-t'iüáriâ i c a ç ã o1 0 0 ' E.o rrc s p o n dae4 0" C .

.22

Determi._e: a) aiórmuìãde conversâoe.tÌ€ asiÌìdìcãçõs da es.ãlãE e da escâlaCelsiusi b) as leitúrásque,nâescâlaE,coÍrespondemao Pontodo geloe ão ponto dovaporì c) as indicâçôescüjosva1o.êsabsolutoscoinci demnas escáÌ6 Ee Cêlsiús.

,rüil!$ (orimpiaaaerasileiradeFisicâ)Aoseconstruir uúa escala termométrica arbìtÌáriaj., verificou-seque a temperatura de 40 "X coincide com o nesmo valor na antiga escaÌade temperatura Rêaumur,que âdota respectivamente 0 "R e 80 "R pâra os pontos nxos iundâmentais (ponto do gelo e ponto do vâpor). Verificou-se aìndaque a temperaturade -75 ' X coi nci de com o mesmovaÌor na escalaCelsius.Dete.oine nâ escalaX a leitura co.respondentea 0'C e a 80 'R. Os FUNDÁM€NÌo5 DÁFlsrca

iÚ*l

CurU r. .."

quechatermométrica,

Ã

""cala médicâ,o grau é chamado mâremosde escâlá por'M. À escalâ gÌâu médto e representado de médicaé de6nidapor dois pÌocedimeôtosbdi c os : no p Íi ô e ' ro , l â z s e c o fre s D o n d er0 ' M a 36 "C e 100'M ã 44 'Ci Do segundo,obtém-se umaunidadedê'M peìâdivisãodo intervaÌode 0'Ma 100'M eft 100pãrtesiguais. a) CaÌcuìea variaçãoem grausmédicosque.o. respondeàveiação de 1 'C. b) calcule, em graus médicos, a tempefâtura de um pâcienteque apresentauúã febre de 40 ' c .

..

H

@

Um termômeúode escaÌaCeìsiustornou-seìne rr.1iP,;

inte.nâuDi xato,conservddo, entrctanto,seção forme.Quâddod temperaturassão0 "C e 70 'C, eledãrcã.respectivamente.2' e7Ì". Lleiermìne una lórmuÌâ que forneça 6 teftperâtuÍas exatas Ien iúnçãodõ queseìêemno termômetrodefei tuosoD. Quâisdõ temperatuÍasI'da coincidem

Qual é a temperaturado lâboratório na escaìa Celsiusdesseterft Omet.o?

,iÈ,áítl (EEM'SP)Podesenedt a temperaturacom um í1âìÍ-: (cesgrânriô R, com o objetivo de recâr'brâr um velho termômetrocom â e$câlâtotalmente ãpâgâda-um estudanteo colôcã em equilÍbrio térmico,pdmeiro cofr gelo lundeDtee, depois, con águaem ebuliçãosob pressãoatmostéricã nornal. Em cada caso,ele anota a altura ating' da pel a c o Ìu n ad e m e ..ú ri o : i 0 ,0 c m e 30,0 cú, respectivamenie,medida semprea paÌtir do centrodo bulbo. Eú segu'dâ,ele esperaque o termômetroentre eft eqúilibtio térmico coft o lâboratóÌio e verifirâ qoe, nessasituação,a aìturadacolunâílê nercúrio é de 18,0cm.

termômetrode mercú.b. Neste.a grândezatermométrica é o cômprimento I cìetrma coìunâ capild, medidâa petii de únìâorigemcomüm. Verilì.ã-sequel, : 2,34cm, quândoo termôme' tro estáem eqüilíbriotêrmicocom o gelô em lu sào,el, : 12,34cm, quândoo equiìíbriotérmico é com ã águaem ebulição(numambienteem que a pressao ahosféri.ã é 1 atm). a) Câlculeo.ômprimentodacolunademercútio quddo a tempevaturaé 0 = 25 "C. b.)Calculeã temperaturado ambienteqüando I = 8.84cm.

Gnuespl.r tigurare !!F,f$-..l

's) aumenta,pois aumentano v.lome e a pressão do ú contidono buÌbo. h) di mi nuipoi . . rumenl dm.'v^l uìÊ e a prêss. r ' do ar contidono bulbôc) aumenta. em decorrência da dilâtaçào do ìiquidocontidono recipiente. O d'minüi,em decorrênciada dilataçãôdo liquido contidono recipiente. e) podê âuÀèntâr ou diminuir,depen.lenclodo lÍqtridocontjdono recipidte.

produz úmâ grâvura do t eÍ m o s .ó p i o d e Galiieu,uú termôme tro pÌimitivo por ele construídono inlciodo séculoXVl.No termos cópio,o eé ãprisiona do n. bülbo Büpedor, ligad. por um tubo a um recipiente aberto contendo Um líquido A s s im , p o d e s e c o D cluir que, se a temperaturâ âmbientesubir, a altúrâ da coluna de

i@

(oìimpiada Paulistã de Física) Uma empÌesa b.6ileira do setorde áÌimentosdesejaelpônar sua masa pãra bolos. A legislâçãovigenÌe no paisimporradoÌ osrêmPêraluras se;Jm "r'sequ" dpress6 nã escalãFahrenbeit.5e o lorno para assar o bolo deve ser pré-êquecido a uma teúpe' râtúrã de 150'C, qüâl é o valor coÍrespondenle na escaÌaFahrenheit? a) 151' F 253'F €) 212'F b) 202'F 302"F

o

CÀpiÌuro2 . AMrorDAo IÉMrraÌuRÁ-ÌERMoMETRa

5

2r.

@:

A temperaturada águaem ebuliçâo,nessaescala

puc-ns) ouu" ."calas teÍmoméíricasquaisqüer, X e Y, relacionan-se conÍotme o diagrúâ

a) ô0'H b) 100' H .l

Wj

rt 2 0 0

1 00 : il

c) 80 "H o 120' H

l; ã!l

q

€) 125"H

-g

CJniloFcDo gráncorcpresentaâ Íêlâçàoentre umâescãlâdetemperatu.aarbitrá.iâx eâ$cala

ë,

t

Na escãlaX. ao nivel do mar,a tedpêrãtura de Iüsãodo geloe âde ebuliçãoda águavárem,ree o valoÌ 9ynaescãlâI quecorrespondea50graus

lÌÍfiË

e) 150

c) 50

a:) -50 b) 0

a) 100e0 b)60e40

o 100

Edeumternôn+ cu""o co-p--oo*e aes.ãra

e)

40e60

::?ê# GIELPR)o sráncoa següúÍepresentaa reÌação úedidãnumaescaìax e ã entrea temperatura mesm. 'emp-rdtu,d

tro com a escalaC (Celsius),obtevese este grárj.o de .oÍrespondência entre ãs medidas: E

d

c) 60e 40 O0e100

ÌêdtdJ

nd ci , aìa ( pl si uc.

30 t5

/ ì5 ìLr 5

á

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30

5

PeÌográfico,pode-se.onclu'rqüeo intêrvalode tenperaturade 1.0'C é equivalentea: €) 2,0 'X â) 0,50'x c) 1,0'X

c QúdÌdo o teÌmômetro CelsiD estiveÌ registrddo 90'C, o termômetío E êstãrá matcando:

a) 100'E b) 120'E c) 150"E

o 170'E e) 200'E

" ;iÌÉí*à fu..ul o g.m"" estaberece a Íerãçãoentreuma escala termômétrica hipotéticâ de tempeEtura e

b) 0,80'x

{q,,

o 1,5"x

(MackenzieSP) Um pÍôÍissionãÌ,Decessitãndo eÍetuaruma medidade temPsâtura,utilizouum termômetrocüjasescala termométricasiniciaf mote impressasâo ladô da.oìuna de mercúrio stavam ilegÍveis. Pârã atin$r seu objetivo, colc cou o termômetÍo iniciâlmote numa vâsilha com geìofundente,sob pressãonotmal, e verificou que no equilíbÍiotérmico a colunade mercúrio êtingiu 8,0 cm. Ao colocar o teímômet.o em cootato,coú ágúâlsvente, Ìambéú sob pressão norfrali o eqúìlibriotérmico se deu com a cìolúÍa de mercú.io âtingindo20,0cm de âlturâ Se nesse temometro utilizamos as escaÌ6 Celsitrs e Fah.eúheite â temperatu.aâ ser medidâlôt dpressã peìo mesmovaloí nâs duõ escalas,a côlunãdê mercúnoterá alturâde: a) 0,33cm b) 0.80.m

CÀplrurô2 . A MrDrDÁDÂÌEM*RAÌURÁ -ÌERMoMETRÀ

ofo

c) 3,2cn O 4,0cm

2t.

â) da quêntidadede movimentôdâs moléculas

:ïqã$Ê GIFBÀ)As indicãçôes pdã ôs pontos de rusão do geìoe de ebuìiçãoda águasob pressãonormârde dôis teÍmôftêtrcs, um na escala Celsius e ouüo na escãlâFân.enheit,distam20 cm, conÍoÌmea

b) c) O e)

da quântidadede calo. do coDo. da ene4â têrmicââssociadaao corpo. da energiacinêticadas moléculasdo corpo. dograude ãgitêçãodas molécuìasdo corpo.

l$i,rt g'r.i*q

à pressão de1,0atm,

o

se condensaa'it..sênio, umâ tempeÌaturade 392 graus numaescalâtermométricaX. O gráficorepresen ta a cofrespondência enre essâescâÌae a e5cêlê K 6elvin).

Í

A 5 cm do pontode iÌBãodo geloos t€rmômetros ÍegistÍam temperaturas iguais a: a) 25' C ê 7 7 ' F b) 20'C e 40 'F c ) 20" c e4 s ' F d) 25 "C e45 "F e) 25" Ce5 3 " F m

EIn Íunçâo dos dados apresentadosDô gráfi.o, podemosverificârque a temperaturade .ônden sação do nitrogênio, em kelvin, é dada por: a) 56 b) 77 c) 100 O 200 e) 273 -;ìi* "-4ffs{

i da i ndi cacàode um termn, meüo gnduado na escalaCeÌsius, paÍa o mesno estadôtérmico.Sea escalâãdotadativessesido a Kelvin,estatemperaturãseÍiâindicadapo.; a) 305K b) 273K c) 241K d)32K €) 25,6K

e) 17

i.]!s o

llsìcoiÍlândêswilliam "élebre Thomson,que licou mundiâlmenteconhecido pelotÍtulo de loÌde Kelvin,êntÍetaôtostrabalhos que desenvoìveu, "criou" âescâlate.froDétrica abs olut a .Es s ae s c ã ìâ ,c ..h e c i d a p o r e scal a Kelvin, conseqüentemente não âdftite vaÌo.es negativos,e, pa.a tdro, estãbêÌeceu coúo zero ô estadode minima energiamolecülãr Conceituâlúente sua colocaçãoé consistentê,pois a tempêrêtuú de um coryo se relercàmed'dâ:

.2!6

r! d"

rorrespon.l eu a

o11

Or."t"r,i"s4

P dr. n pdi ' . l FmpÉ 'àl r

um cerÌo corpo, utilizou-se um termômetro graduadona escãìaFaìrenheite o valor obtido

Oneb-BA)Numâcida.leonde ã prcssãoatmosiérica vale 1 atm, a coluna de mercúÍio de un termômetro apreseDtãaltura de 4 cm, quando em equilibrìotérmìcocom geloem lüão, e pôssuiâltúÍade 14cm,quandoem equiìlbriotérmicocoú ágüaeú ebulição.Aalturada colunade ÌnercúÍiô qüând. â indicaçãodo termômetroé de 30 "C é, a) lJ b) 4 .)7

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. ^, íMJ.k-nzi Ê 5P ì

Cur"al r-

*.to instantea temperaturade

". um corpoimedidana escalaKelvin,foi de 300K. Deconido um certô teúpo, mediu.seatempe.a túra dessemesmôcoÍpo e o termômerroindicou ti8 "F. A vâriâção de temperaturasofridâ peìo corpo,medidânâ escalaCelsius,loide: a) 32 'C b) 5' c c) 7' c d) 212 "C e) 368' C

Os FUNDAMENÌoS DÀFEra

3

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Criogenia- a Físicadas baixastemperaturas

H

o

A palavra criogeniâse oflgnado gregoe, lteralmente, s gnifca cÍ ação do fflo . TemperatuÍês mu to feduzidâs têm atualmerìte váÍiasêp icaçóes e no Íanspoftede pfodu - oesdeas ma s s mp es,coraona conservação tos pefecíveis, aÌésuautiìzêção enì Nledìclnâ e Veternárâ. Na áreêmédica,ern ceTtêsc ÍuTgês uti izase o chârnadobisturi criogênico,no qua c rcua nltrogênio Ìíqudo, com temperaturas da ordemde '

". -o -

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ba xas ternperêturcs, sendo preseruadosos Ìecidossados A cicatrzâção daslnc sôesÍe tas cornessebistLrrocofreem menosÌempoe conì f.enor riscode lnÍecção, comparando se cornos b stunsconvenc onas. oL ..

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balxastempefatufêspaÍaposteÍoÍ Lrtlzação llm procedrierìto rnoderno, por mutos pais,consste em co etafo sânguedo cofdãoumbilcal adotado do recérnnascidoe conservá-oenì baixasÌenìpeÉt!És. A nÌencãosera a pfesentesnessesangueque possibilem luturautj zaçãodascélulas-ÌÍonco quea criança possavira ter em suavda a curade doerÇas i.