Resolução das atividades complementares
Física
1
F3 — Termometria
p. 53
1 Alguns tipos de termômetros foram citados no texto. Pesquise outros tipos de termômetros,
além desses. Explique o funcionamento e o uso de cada um que você encontrar.
Resposta pessoal.
2 A variação de 1 Kelvin corresponde à variação de 1 8C quando comparamos essas escalas, ou seja,
DK
5 1. Qual a relação das variações entre as escalas Celsius e Fahrenheit? DC 5 5 ou DF 5 9 5 1, 8
DC
DF
9
DC
5
Resolução:
Como a escala Celsius apresenta 100 divisões iguais e a Fahrenheit, 180, podemos escrever:
DC
DC
5 100 →
5 5
DF
180
DF
9
3 (USS-RJ) Um médico, examinando um paciente no hospital, fica preocupado ao verificar que a
temperatura do mesmo subiu de 36 8C para 39 8C na última meia hora. Esse aumento de temperatura,
se fosse registrado na escala Kelvin, seria igual a:
a) 312
c) 276
e) 2273
b) 309
d) 3
Resolução:
As duas escalas apresentam 100 divisões.
Daí, DK 5 DC. Como DC 5 39 2 36 5 3 8C, temos DK 5 3 K.
4 (Faap-SP) No programa “Forecast Highs”, boletim do canal fechado de televisão CNN, foram
apresentadas, num determinado dia, as temperaturas máximas de algumas importantes cidades do mundo,
entre elas:
Los Angeles
22 8C / 72 8F
Moscou
8 8C / 46 8F
Nesse dia, em São Paulo, a temperatura máxima foi de 18 8C. Essa temperatura expressa em graus Fahrenheit (8F) é
mais próxima de:
a) 104
c) 64
e) 68
b) 59
d) 56
Resolução:
Usando a equação de conversão entre as escalas, vem:
C
 2 32
 2 32
5 F
→ 18 5 F
→ F 2 32 5 32, 4
5
9
5
9
F 5 64, 4 8F → F  64 8F
5 Um modo rápido de estimar em graus Celsius o valor de uma temperatura oferecida em graus
Fahrenheit é dividir o valor fornecido por 2 e subtrair 16. Assim, 76 8F valeriam, aproximadamente, 22 8C.
Determine, em termos percentuais, o erro dessa estimativa. 10%
Resolução:
 8F
2 16 5 estimativa em 8C
2
76 2 16 5 22 8C (valor aproximado)
2
76 2 32
 8C
5
→ 4, 98  5 5  8C
9
5
 8C 5 24, 44 8C
Estabelecendo a proporção:
100% _____ 244,44
x _____ 22
2 200
x5
 90%
24, 44
Portanto, o erro é de aproximadamente 10%.
6 Em uma certa escala X de temperatura, os pontos fixos do gelo e do vapor correspondem,
respectivamente, a 25 8X e a 85 8X. Sabendo que a temperatura de fusão do enxofre é de 388 K, determine o
valor dessa temperatura na escala X. 94 8X
Resolução:
Desenhamos as escalas:
�X
K
�x
388
85
373
25
273
 x 2 25
388 2 273
5
85 2 25
373 2 273
 x 2 25
5 115
60
100
 x 2 255
5 115
6
10
10  x 2 250 5 690
 x 5 94 8X
7 Sabemos que o zero absoluto é um valor teórico, ou seja, um valor encontrado por meio de cálculos,
e não de forma experimental. Pesquise qual foi, até os dias de hoje, a menor temperatura conseguida de
forma experimental e discuta o que poderia ocorrer se o zero absoluto fosse atingido.
Resposta pessoal.
8 (EsPCEx-SP) Comparando-se a escala Z com a escala C (Celsius) de dois termômetros, obteve-se o
gráfico abaixo, que mostra a correspondência entre essas duas escalas. Quando o termômetro graduado
em 8C estiver registrando 90, o termômetro graduado em 8Z estará registrando:
a) 100
°Z
90
b) 120
c) 150
d) 170
e) 200
50
0
�10
°C
Resolução:
�C
�Z
50
90
�C
�Z
0
Relacionando as escalas, temos:
C 2 0
  10

  10
5 Z
→ C 5 Z
50 2 0
900  10
50
100
Para C 5 90 8C, vem :
90 5 Z  10 →   10 5 180 →  5 170 8Z
Z
Z
50
100
�10
p. 54
9 O nitrogênio, à pressão de 1,0 atm, se condensa a uma temperatura de 2392 graus numa escala
termométrica X. O gráfico representa a correspondência entre essa escala e a escala K (Kelvin).
Em função dos dados apresentados no gráfico, determine a temperatura
de condensação do nitrogênio, em Kelvin. 77 K
X
200
0
273
373
K
Resolução:
K
373
�K
273
�X
200
�X
0
Relacionando as escalas, temos:
K 2 273
 20
 2 273

5 X
→ K
5 X
373 2 273
200 2 0
100
200
  546
2 K 2 546 5 X → K 5 X
2
Para X 5 2 392 8X, vem :
2392  546
K 5
→ K 5 77 K
2
10 Construiu-se um alarme de temperatura com base numa coluna de mercúrio e num sensor de
passagem, como sugere a figura.
LASER
A altura do sensor óptico (par laser/detector) em relação
ao nível H pode ser regulada de modo que, à temperatura
desejada, o mercúrio, subindo pela coluna, impeça a
chegada de luz ao detector, disparando o alarme. Calibrouse o termômetro usando-se os pontos principais da água
e um termômetro auxiliar, graduado na escala Celsius, de
modo que a 0 8C a altura da coluna de mercúrio é igual a
8 cm, enquanto a 100 8C a altura é de 28 cm.
A temperatura do ambiente monitorado não deve exceder
60 8C. Qual a altura em que o sensor óptico deve ser
instalado? 20 cm
DETETOR
H
Hg
nível
Resolução:
Desenhando as escalas:
� �C
h (cm)
100
28
60
h
0
8
60 2 0
h28
5
100 2 0
28 2 8
6 5 h28
1
2
10
20
12 5 h 2 8
h 5 20 cm
11 Utiliza-se como termômetro um recipiente no qual o volume é constante e que contém um gás cuja
pressão é medida nas seguintes situações:
Pressão do gás
(em mmHg)
I. Recipiente em equilíbrio térmico com uma mistura de água e gelo
(também em equilíbrio térmico).
300
II. Recipiente em equilíbrio térmico com o valor de água em ebulição
(sob pressão normal).
420
III. Recipiente em equilíbrio térmico com óleo aquecido.
480
Determine, na escala Celsius, a temperatura do óleo. 150 8C
Resolução:
Construindo as escalas para relacionar a temperatura em 8C com a pressão em mmHg:
�C
�
P (mmHg)
480
100
420
0
300
100 2 0
420 2 300
5
20
480 2 300
100 5 120

180
 5 150 8C
12 (Uespi-PI) Duas escalas termométricas arbitrárias, E e G, foram confeccionadas de tal modo que as
suas respectivas correspondências com a escala Celsius obedecem à tabela abaixo.
180 8C
—
70 8G
100 8C
70 8E
—
0 8C
20 8E
10 8G
A relação de conversão entre as escalas E e G é dada por:
3(G 2 10)
c) E 5
a) E 5 3 G  5 2
2
()
b) G 5
(2E  50)
3
e) θG 5 2θE 2 5
d) θG 5 θE 2 10
Resolução:
�C
�E
�G
180
70
100
70
�C
�E
�G
0
20
10
Nesse caso vamos relacionar as escalas Celsius com as escalas arbitrárias, duas a duas:
C 2 0
 2 20

 2 20
5 E
→ C 5 E
→ C 5 2E 2 40
100 2 0
70 2 20
100
50
C 2 0
 2 10

 2 10
5 G
→ C 5 G
→ C 5 3 G 2 30
180 2 0
70 2 10
180
60
Igualando I e II , vem:
2 E 2 40 5 3 G 2 30 → 2 E 5 3 G  10
E 5 3 G  5
2
()
I
II
13 (Cesgranrio-RJ) Uma caixa de filme fotográfico traz a tabela apresentada abaixo, para o tempo de
revelação do filme, em função da temperatura dessa revelação.
Temperatura
Tempo (em
minutos)
65 8F
68 8F
70 8F
72 8F
75 8F
(18 8C)
(20 8C)
(21 8C)
(22 8C)
(24 8C)
10,5
9
8
7
6
A temperatura em 8F corresponde exatamente ao seu valor na escala Celsius, apenas para o tempo de
revelação, em minutos, de:
a) 10,5 c) 8
e) 6
b) 9
d) 7
Resolução:
t (�C)
100
t (�F)
212
C
68
0
32
C20
68 2 32
5
100 2 0
212 2 32
C 5 36
100
180
C 5 20 8C
Logo, 20 8C corresponde ao tempo de 9 minutos.
14 Temos visto ultimamente uma farta divulgação de boletins meteorológicos nos diversos meios de
comunicação e as temperaturas são geralmente indicadas nas escalas Fahrenheit e/ou Celsius. Entretanto,
embora seja a unidade de medida de temperatura do SI, não temos visto nenhuma informação de
temperaturas em Kelvin. Se o boletim meteorológico informa que no dia as temperaturas mínima e máxima
numa determinada cidade serão, respectivamente, 23 8F e 41 8F, qual a variação dessa temperatura na escala
Kelvin? 10 K
Resolução:
Temos: D 8F 5 41 2 23 5 18 8F
A relação das varr iações entre as escalas Celsius e Fahrenheit é:
D C
D C
5 5 →
5 5 → D C 5 10 8C
D F
9
18
9
Como D C 5 D K , vem:
D K 5 10 K
15 Para medir a temperatura da água contida num recipiente, usaram-se dois termômetros, um
graduado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit. A diferença entre leituras dos dois termômetros
é 80. Determine a temperatura da água na escala Celsius. 60 8C
Resolução:
A diferença entre as leituras pode ser reepresentada de duas maneiras:
I C 2 F 5 80 → F 5 C 2 80
II F 2 C 5 80 → F 5 C  80
Usando a equação I :
C

 2 80 2 32
 2 32
5 F
→ C 5 C
5
9
5
9
C
 2 112
5 C
→ 9 C 5 5 C 2 560
5
9
4 C 5 2 560 → C 5 2140 8C
Usando a equação II :
C
  80 2 32

  48
5 C
→ C 5 C
5
9
5
9
9 C 5 5 C  240 → 4 C 5 240 → C 5 60 8C
Como se trata de água (estado/fase líquida), deevemos ter C 5 60 8C.