Aparecida de Goiânia, ____ de __________________________ de 2015.
Aluno (a): _____________________________________________ nº________
Série:9° ANO
Turma: _____
Professor (a): Cristiano C. Gonçalves ([email protected])
LISTA DE EXERCÍCIOS DE FÍSICA A1 II BIM14 – TERMOMETRIA I
Termometria
A termometria é uma parte da termologia que estuda a temperatura e suas formas pelas quais a
mesma pode ser medida.
Antes de entrarmos na termometria propriamente
dita, iremos definir os estados de agregação molecular de uma substância.
Uma substância pode se apresentar em
três estados físicos definidos (sólido, líquido, gás).
Na realidade existem autores que consideram a
existência de mais 3 ou 4 estados físicos que são
pouco estudados no meio acadêmico . São eles;
Plasma, Condensado de Bose-Einstein e o Gás
Fermiônico. Sabendo disso iremos definir os 3 principais estados físicos de uma substância apontando
suas principais “características”.
 Estado sólido: Uma substância que se encontra
no estado sólido possui forma definida, independendo do recipiente em que ela é colocada; Ex: Um
gelo estando em um copo ou em uma jarra manterá
sua forma, ao mesmo tempo também possui volume invariável. Entre suas moléculas agem intensas
forças coesivas justificando sua estrutura molecular, onde as mesmas se encontram mais próximas
uma das outras.
 Estado líquido: Nesse estado a substância assume uma forma de acordo com o recipiente em
que é colocada. Assim como o sólido o estado líquido possui volume invariável. Suas moléculas
estão mais “livres” em relação ao estado sólido.
 Estado Gasoso: No estado gasoso suas moléculas se encontram totalmente separadas uma das
outras. Sua forma e volume são definidas unicamente em relação ao recipiente que a contém.
Vide figura abaixo:
Agora passemos a falar especialmente da termometria. O primeiro conceito importante que devemos destacar é o conceito de temperatura.
A temperatura é uma grandeza física escalar que
está associada ao grau de agitação molecular de
um sistema. O grau de agitação térmica molecular
não pode ser medida diretamente, por isso a medida da temperatura é feita indiretamente medindo-se
grandezas físicas que variam com ela, por exemplo,
pressão, volume, etc. Vale ressaltar que
a sensação térmica é uma forma de medição imprecisa da temperatura.
Quando falamos em estado físico acima percebemos que a temperatura do estado sólido ,líquido e
gasoso estão relacionados da seguinte forma.
T sólido < Tlíquido< T gasoso
Uma vez que as moléculas dos gases estão mais
“agitadas” em relação aos outros estados físicos.
Voltemos às medições da temperatura. Os termômetros são instrumentos capazes de medir a temperatura de um corpo. Existem vários deles com os
mais variados processos de medição. Um termômetro é composto por uma haste metálica e um bulbo
(que contém a substância termométrica). Os termômetros mais comuns são os clínicos, na qual o
mercúrio é a substância termométrica.
Graduação de um Termômetro
A graduação de um termômetro consiste basicamente na determinação dos chamados pontos fixos.Os pontos fixos servem como referência para
medida de todos os outros valores de temperatura.
Essa graduação é feita a partir de uma substância
pura, no caso a água a uma pressão de
1atm(atmosfera). O primeiro ponto fixo é obtido
mergulhando-se o termômetro em um recipiente
que contenha gelo em fusão. Já o segundo ponto
fixo é determinado mergulhando-se o termômetro
em um recipiente que contenha água em ebulição.
1º Ponto fixo =Ponto de Fusão do Gelo (corresponde a 0 ºC a um 1 atm)
1
2º Ponto Fixo = Ponto de Ebulição da água (corresponde a 100 ºC a um 1 atm)
Lembrarmos que a pressão varia proporcionalmente a temperatura, somente, podemos dizer que a
água pura satura (vaporiza) a 100ºC a uma dada
pressão correspondente a 1 atm.
Definidos os pontos fixos da água na escala Celsius, destacamos 2 escalas importantes de temperatura; Fahrenheit e Kelvin.
Escala Fahrenheit ( Utilizada em países de língua
inglesa)
 1º ponto Fixo: 32
 2º ponto Fixo: 212
Escala Kelvin (é a escala de temperatura do SI)
 1º ponto Fixo: 273
 2º ponto Fixo: 373
A partir dos respectivos valores dos pontos fixos de
cada escala podemos relacionar essas escalas de
modo a obter uma equação que converta uma temperatura em uma dada escala para outra escala.
Vejamos:
serve as equações abaixo:
C 0
F  32

100  0 212  32
Ou seja, na escala de celsius, se pegarmos Tc e
subtrairmos 0 (temperatura do ponto de fusão) e
dividirmos por 100 - 0 (temperatura de ebulição
menos temperatura de fusão) será igual a Tf menos 32 (temperatura de fusão em farenheight) e
dividirmos por 212-32 (temperatura de ebulição
menos temperatura de fusão, ambas em farenheight).
A equação funciona para qualquer temperatura Tc
ou Tf que queiramos, mesmo que sejam negativas,
abaixo ou acima dos números representados.
A mesma equação, simplificada:
C
F  32

100
180
Por Interpolação obtemos a equação
C F  32 K  273


5
9
5
Vale destacar que o zero absoluto é um valor teórico obtido experimentalmente que indica a “paralisação /morte da matéria” cujo valor é 0K.
Função termométrica
É toda função que relaciona, biunivocamente, a
medida da temperatura com a de uma grandeza
física termométrica. Portanto, pode-se relacionar a
temperatura de um corpo, ou substância, com a sua
pressão, com a seu volume, etc.
É muito comum em vestibulares, fazerem perguntas
do tipo "Em uma escala desconhecida, a água entra em fusão quando a altura de mercúrio está em
4cm, e evapora quando está a 29cm. Quando o
mercurio estiver em 24cm, qual será a temperatura
correspondente em celsius?"
Para resolvê-la, basta criar uma nova escala termométrica, onde o zero celsius corresponde à 4cm
(ponto de fusão), e 100 ºC corresponde a 29cm
(ebulição).
Tc / 100 = Tcm - 4 / 29 - 4
Como já conhecemos a temperatura na nova escala (24cm), basta trocar Tcm por 24:
Tc / 100 = 24 - 4 / 29 - 4
25 Tc = 2000
Assim descobrimos que Tc valerá 80ºC .
Convertendo temperaturas
Para fazer a conversão de uma temperatura para outra
unidade, de vemos
utilizar o diagrama
abaixo: O esquema
acima se baseia
no teorema de tales, que é estudado
na Matemática. Ob-
Variação de Temperatura
É importante notar a diferença da medição de uma
temperatura e a medição da variação da temperatura, podemos notar que as escalas Celsius e Kelvin
2
possuem a mesma variação de temperatura 100ºC,
observe:
2. O verão de 1994 foi particularmente quente nos
Estados Unidos da América. A diferença entre a
máxima temperatura do verão e a mínima no inverno anterior foi de 60°C. Qual o valor dessa diferença na escala Fahreheit?
a) 108°F
b) 60°F
c) 140°F
d) 33°F
e) 92°F
Variação da Escala Celsius:
C  100  0  100C
Variação da Escala Kelvin:
K  373  273  100K
3. Se um termômetro indica 99°C no 2° ponto fixo e
1°C no 1° ponto fixo, pode-se afirmar que a única
indicação correta será:
a) 50°C.
b) 0°C.
c) 20°C.
d) 6°C
e) 15°C.
OBS: Basta notar que as duas escalas são divididas em 100 partes, portanto uma certa variação de
temperatura na escala Celsius será igual à variação
na escala Kelvin.
Já a Escala Fahrenheit é dividida em 180 partes e
não corresponde a mesma variação nas outras duas escalas:
F  212  32  180F
4. Um estudante, no laboratório, deveria aquecer
uma certa quantidade de água desde 25°C até
70°C. Depois de iniciada a experiência ele quebrou
o termômetro de escala Celsius e teve de continuála com outro de escala Fahrenheit. Em que posição
do novo termômetro ele deve ter parado o aquecimento?
a) 102 °F
b) 38 °F
c) 126 °F
d) 158 °F
e) 182 °F
Relação de Conversão de Variações:
C F K


5
9
5
Para entender melhor façamos um exemplo. Uma
variação de 20oC corresponde a uma variação de
quanto nas escalas Celsius e Kelvin
EXERCÍCIOS
1. É comum, no painel de informações das cabines
dos aviões, estar registrada a temperatura externa
de duas maneiras: em graus Celsius e em Fahrenheit.
Assinale a alternativa com o gráfico que representa
corretamente as temperaturas registradas para o
ar, no painel do avião, quando ele se desloca do
solo ao topo das nuvens.
5. Sêmen bovino para inseminação artificial é conservado em nitrogênio líquido que, à pressão normal tem temperatura de 78 K. Calcule essa temperatura em:
a) graus Celsius (°C);
b) graus Fahrenheit (°F)
6. A temperatura da cidade de Curitiba, em um certo dia, sofreu uma variação de 15°C. Na escala
Fahrenheit, essa variação corresponde a
a) 59
b) 45
c) 27
d) 18
e) 9
7. Com respeito a temperatura, assinale a afirmativa mais correta:
3
a) A escala Celsius é utilizada em todos os países
do mundo e é uma escala absoluta. A escala Kelvin
só é usada em alguns países por isso é relativa.
b) A Kelvin é uma escala absoluta, pois trata do
estado de agitação das moléculas, e é usada em
quase todos os países do mundo.
c) A escala Celsius é uma escala relativa e representa, realmente, a agitação das moléculas.
d) As escalas Celsius e Kelvin referem-se ao mesmo tipo de medida e só diferem de um valor constante e igual a 273.
e) A escala Celsius é relativa ao ponto de fusão do
gelo e de vapor da água e o intervalo é dividido em
noventa e nove partes iguais.
11. Qualquer indicação na escala absoluta de temperaturas é:
a) sempre inferior ao zero absoluto.
b) sempre igual ao zero absoluto.
c) nunca superior ao zero absoluto.
d) sempre superior ao zero absoluto.
e) sempre negativa.
12. A temperatura crítica do corpo humano é 42°C.
Em graus Fahrenheit, essa temperatura vale:
a) 106,2
b) 107,6
c) 102,6
d) 180,0
e) 104,4
8. A temperatura, cuja indicação na escala Fahrenheit é 5 vezes maior que a da escala Celsius, é:
a) 50°C.
b) 40°C.
c) 30°C.
d) 20°C.
e) 10°C.
13. Um termômetro está graduado numa escala X
tal que 60°X corresponde a 100°C e -40°X corresponde a 0°C. Uma temperatura de 60°C corresponde a que temperatura lida no termômetro de escala
X?
a) 28°X
b) 25°X
c) 18°X
d) 20°X
e) 30°X
9. Um pesquisador verifica que uma certa temperatura obtida na escala Kelvin é igual ao correspondente valor na escala Fahrenheit acrescido de 145
unidades. Esta temperatura na escala Celsius é:
a) 55°C.
b) 60°C.
c) 100°C.
d) 120°C.
e) 248°C.
14. Um turista brasileiro sente-se mal durante a
viagem e é levado inconsciente a um hospital. Após
recuperar os sentidos, sem saber em que local estava, é informado que a temperatura de seu corpo
atingira 104 graus, mas que já "caíra" de 5,4 graus.
Passado o susto, percebeu que a escala termométrica utilizada era a Fahrenheit. Desta forma, na
escala Celsius, a queda de temperatura de seu
corpo foi de:
a) 1,8 °C
b) 3,0 °C
c) 5,4 °C
d) 6,0 °C
e) 10,8 °C
10. Uma escala de temperatura arbitrária X está
relacionada com a escala Celsius, conforme o gráfico a seguir.
15. Um turista, ao descer no aeroporto de Nova
Yorque, viu um termômetro marcando 68 °F. Fazendo algumas contas, esse turista verificou que
essa temperatura era igual à de São Paulo, quando
embarcara. A temperatura de São Paulo, no momento de seu embarque, era de:
a) 10 °C
b) 15°C
c) 20 °C
d) 25 °C
e) 28 °C
As temperaturas de fusão do gelo e ebulição da
água, sob pressão normal, na escala X são, respectivamente,
a) -60 e 250
b) -100 e 200
c) -150 e 350
d) -160 e 400
e) -200 e 300
4
16. Em dois termômetros distintos, a escala termométrica utilizada é a Celsius, porém um deles está
com defeito. Enquanto o termômetro A assinala
74°C, o termômetro B assinala 70°C e quando o
termômetro A assinala 22°C, o B assinala 20°C.
Apesar disto, ambos possuem uma temperatura em
que o valor medido é idêntico. Este valor corresponde, na escala Kelvin, a:
a) 293 K
b) 273 K
c) 253 K
d) 243 K
e) 223 K
28. Quais são os pontos fixos da água na escala
Kelvin?
17. Um termômetro graduado ou em celsius, ou em
fahrenheit ou em kelvin, indica - 300. Qual destes
termômetros pode ser o correto?
32. Defina termômetro.
18. A temperatura do corpo humano é próxima de
37°C. Qual é este valor em kelvin?
34. Uma pessoa está numa sala de 20°C e outra
numa sala de 35°C. Ambas vestem roupas leves,
exatamente iguais. Depois de algum tempo, as duas pessoas entram numa mesma sala que está a
28°C. Qual a sensação que cada uma deve ter?
Por que?
29. O que é o zero absoluto?
30. Um copo de água a 300 K cai sobre sua mão.
Ela se queimará?
31. Em uma determinada escala arbitrária o ponto
de congelamento da água é de 10 unidades, enquanto que o ponto de ebulição é de 210 unidades.
Todas as medidas feitas ao nível do mar. Qual é a
temperatura do corpo humano nesta escala?
33. Defina termógrafo.
19. A temperatura do corpo humano é próxima de
37°C. Qual é este valor em fahrenheit?
20. Um corpo sofre um aquecimento de 40°C. Se
este aquecimento fosse acompanhado pela escala
fahrenheit qual seria a variação nesta escala?
35. Estando num lugar a 40° F, você vai "morrer" de
frio ou de calor?
21. Um corpo sofre um aquecimento de 40°C. Se
este aquecimento fosse acompanhado pela escala
kelvin qual seria a variação nesta escala?
36. Uma pessoa colocou um termômetro graduado
na escala Fahrenheit e verificou que sua temperatura era de 97,7°F. Considerando que a temperatura
normal do corpo humano é de 36,5°C, responda se
esta pessoa estava com febre.
22. Em qual escala de temperatura a temperatura
do corpo humano é próxima de 100?
37. Considere o diagrama a seguir, que representa
a relação entre duas escalas termométricas arbitrárias.
23. A distância entre dois graus Celsius inteiros é
igual a 9/5 da mesma distância entre dois graus
Fahrenheit. Em relação a distância entre dois graus
Kelvin inteiros, como fica da distância entre dois
graus Celsius inteiros?
24. Do ponto de vista microscópico o que é a temperatura?
25. Qual é a leitura de um termômetro graduado em
fahrenheit para a leitura de 40°C?
1) Sabendo-se que a escala Tb é a escala Celsius,
qual é a temperatura de congelamento da água na
escala Ta?
2) Qual a relação termométrica existente entre as
duas escalas?
3) Qual o valor da temperatura do corpo humano na
escala Ta?
26. Quais são os pontos fixos da água na escala
Celsius?
27. Quais são os pontos fixos da água na escala
Fahrenheit?
5
4) Qual a temperatura de ebulição da água, ao nível
do mar, na escala Ta?
5) Qual a temperatura que possui a mesma leitura
nas duas escalas?
a) tx = (tc + 80)
b) (tc/80) = (tx/100)
c) (tc/100) = (tx/80)
d) tx = (tc - 80)
e) tx = tc
38. Nas escalas Celsius e Fahrenheit representadas a seguir, estão anotadas as temperaturas de
fusão de gelo e ebulição da água à pressão normal.
Sabendo-se que o intervalo entre as temperaturas
anotadas foram divididas em partes iguais, ao se ler
32°C, quanto marcará a escala Fahrenheit para a
mesma temperatura?
a) 112,6 °F
b) 64,0 °F
c) 89,6 °F
d) 144,0 °F
e) 100,0 °F
41. A temperatura de certo material é 3,6°C. Utilizando como unidade de temperatura o °F (grau
Fahrenheit), então o valor do coeficiente de dilatação linear desse material será:
a) 6,3 °F
b) 5,6 °F
c) 4,0 °F
d) 3,6 °F
e) 2,0 °F
42. À pressão de 1atm, as temperaturas de ebulição da água e fusão do gelo na escala Fahrenheit
são, respectivamente, 212°F e 32°F. A temperatura
de um líquido que está a 50°C à pressão de 1atm,
é, em °F:
a) 162
b) 90
c) 106
d) 82
e) 122
39. Com o objetivo de recalibrar um velho termômetro com a escala totalmente apagada, um estudante
o coloca em equilíbrio térmico, primeiro, com gelo
fundente e, depois, com água em ebulição sob
pressão atmosférica normal. Em cada caso, ele
anota a altura atingida pela coluna de mercúrio:
10,0cm e 30,0cm, respectivamente, medida sempre
a partir do centro do bulbo. A seguir, ele espera que
o termômetro entre em equilíbrio térmico com o
laboratório e verifica que, nesta situação, a altura
da coluna de mercúrio é de 18,0cm. Qual a temperatura do laboratório na escala Celsius deste termômetro?
a) 20°C
b) 30°C
c) 40°C
d) 50°C
e) 60°C
43. O termômetro construído por um estudante
marca 1°E quando a temperatura é a da fusão do
gelo sob pressão normal e marca 96°E no ponto de
ebulição da água sob pressão normal. A temperatura lida na escola E coincide com a temperatura Celsius APENAS no valor
a) – 20
b) – 10
c) 10
d) 20
e) 40
44. Uma escala termométrica X é construída de
modo que a temperatura de 0°X corresponde a 4°F, e a temperatura de 100°X corresponde a 68°F.
Nesta escala X, a temperatura de fusão do gelo
vale:
a) 10 °X
b) 20 °X
c) 30 °X
d) 40 °X
e) 50 °X
40. O gráfico a seguir representa a correspondência
entre uma escala X e a escala Celsius. Os intervalos de um grau X e de um grau Celsius são representados nos respectivos eixos, por segmentos de
mesmo comprimento. A expressão que relaciona
essas escalas é:
6
45. Uma caixa de filme fotográfico traz a tabela
apresentada a seguir, para o tempo de revelação
do filme, em função da temperatura dessa revelação.
c) a temperatura mais baixa conseguida até hoje
em laboratório.
d) a temperatura média de inverno nas regiões
mais frias da Terra.
e) a menor temperatura que um corpo pode atingir
quando o mesmo está sujeito a uma pressão de
273 atm.
48. Um pesquisador, ao realizar a leitura da temperatura de um determinado sistema, obteve o valor 450. Considerado as escalas usuais (Celsius, Fahrenheit e Kelvin), podemos afirmar que o termômetro utilizado certamente NÃO poderia estar graduado:
a) apenas na escala Celsius.
b) apenas na escala Fahrenheit.
c) apenas na escala Kelvin.
d) nas escalas Celsius e Kelvin.
e) nas escalas Fahrenheit e Kelvin
A temperatura em °F corresponde exatamente ao
seu valor na escala Celsius, apenas para o tempo
de revelação, em min, de:
a) 10,5
b) 9
c) 8
d) 7
e) 6
46. Em um termômetro de líquido, a propriedade
termométrica é o comprimento y da coluna de líquido. O esquema a seguir representa a relação entre
os valores de y em cm e a temperatura t em graus
Celsius.
49. No dia 1 de janeiro de 1997, Chicago amanheceu com temperatura de 5°F. Essa temperatura, na
escala Celsius corresponde a:
a) 8°C
b) 2°C
c) -5°C
d) -10°C
e) -15°C
50. Para se medir a temperatura de um certo corpo,
utilizou-se um termômetro graduado na escala Fahrenheit e o valor obtido correspondeu a 4/5 da indicação de um termômetro graduado na escala Celsius, para o mesmo estado térmico. Se a escala
adotada tivesse sido a Kelvin, esta temperatura
seria indicada por:
a) 25,6 K
b) 32 K
c) 241 K
d) 273 K
e) 305 K
Para esse termômetro, a temperatura t na escala
Celsius e o valor de y em cm satisfazem a função
termométrica
a) t = 5y
b) t = 5y + 15
c) t = y + 25
d) t = 60 y – 40
e) t = y
51. O gráfico representa a relação entre a temperatura medida numa escala X e a mesma temperatura
medida na escala Celsius.
Pelo gráfico, pode-se concluir que o intervalo de
temperatura de 1,0°C é equivalente a
a) 0,50°X
b) 0,80°X
c) 1,0°X
d) 1,5°X
e) 2,0°X
47. Relativamente à temperatura -300°C (trezentos
graus Celsius negativos), pode-se afirmar que a
mesma é:
a) uma temperatura inatingível em quaisquer condições e em qualquer ponto do Universo.
b) a temperatura de vaporização do hidrogênio sob
pressão normal, pois, abaixo dela, este elemento se
encontra no estado líquido.
7
função dos dados apresentados no gráfico, podemos verificar que a temperatura de condensação do
nitrogênio, em Kelvin, é dada por:
a) 56
b) 77
c) 100
d) 200
e) 273
52. Os pontos de fusão do gelo e de ebulição da
água na escala Fahrenheit são, respectivamente,
32°F e 212°F. Um termômetro A, graduado na escala Fahrenheit, e outro B, graduado na escala Celsius, são colocados simultaneamente em um frasco
contendo água quente. Verifica-se que o termômetro A apresenta uma leitura que supera em 80 unidades a leitura do termômetro B. Podemos afirmar
que a temperatura da água no frasco é:
a) 60 °C
b) 80 °C
c) 112 °C
d) 50 °F
e) 112 °F
56. Um astrônomo analisa um buraco negro no espaço. Após muitos estudos ele chegou a conclusão
que este corpo celeste tinha temperatura de 10K.
Qual a temperatura do buraco negro em escala
Celsius?
57. Uma dada massa de gás sofre uma transformação e sua temperatura absoluta varia de 300K para
600K. A variação de temperatura do gás, medida
na escala Fahrenheit, vale
a) 180
b) 300
c) 540
d) 636
e) 960
53. Para uma mesma temperatura, os valores indicados pelos termômetros Fahrenheit (F) e Celsius
(C) obedecem à seguinte relação : F=1,8.C+32.
Assim, a temperatura na qual o valor indicado pelo
termômetro Fahrenheit corresponde ao dobro do
indicado pelo termômetro Celsius vale, em °F:
a) - 12,3
b) - 24,6
c) 80
d) 160
e) 320
58. As escalas termométricas constituem um modelo pelo qual se traduz quantitativamente a temperatura de um corpo. Atualmente, além da escala adotada pelo SI, ou seja, a escala Kelvin, popularmente
são muito utilizadas a escala Celsius e a Fahrenheit. A temperatura, cuja indicação na escala Kelvin é igual à da escala Fahrenheit, corresponde na
escala Celsius a:
a) - 40°C
b) 233°C
c) 313°C
d) 301,25°C
e) 574,25°C
54. Ao aferir-se um termômetro mal construído,
verificou-se que os pontos 100°C e 0°C de um termômetro correto correspondiam, respectivamente,
a 97,0°C e -1,0°C do primeiro. Se esse termômetro
mal construído marcar 19,0°C, a temperatura correta deverá ser de:
a) 18,4°C
b) 19,4°C
c) 20,4°C
d) 23,4°C
e) 28,4°C
59. Num determinado trabalho, cria-se uma escala
termométrica X utilizando as temperaturas de fusão
(-30°C) e de ebulição (130°C) de uma substância,
como sendo 0°X e 80°X, respectivamente. Ao medir
a temperatura de um ambiente com um termômetro
graduado nessa escala, obtivemos o valor 26°X.
Essa temperatura na escala Celsius corresponde a:
a) 14°C
b) 18°C
c) 22°C
d) 28°C
e) 41°C
55. O nitrogênio, à pressão de 1,0 atm, se condensa a uma temperatura de -392 graus numa escala
termométrica X. O gráfico representa a correspondência entre essa escala e a escala K (Kelvin). Em
8
60. Um termômetro, graduado numa escala X, indica -32°X para o ponto de fusão do gelo e 148°X no
ponto de ebulição da água. A indicação 58°X corresponde, em graus Celsius, a
a) 18
b) 45
c) 50
d) 96
e) 106
obtida ao se misturar uma porção de cloreto de
amônia com três porções de neve, à pressão de
1atm. Qual é esta temperatura na escala Celsius?
a) 32 °C
b) -273 °C
c) 37,7 °C
d) 212 °C
e) -17,7 °C
65. A temperatura normal de funcionamento do
motor de um automóvel é 90°C. Determine essa
temperatura em Graus Fahrenheit.
a) 90°F
b) 180°F
c) 194°F
d) 216°F
e) -32°F
61. Numa experiência de calorimetria com 10g de
uma certa substância, obteve-se a tabela a seguir,
que relaciona o calor fornecido com a temperatura
da substância:
66. Construiu-se um alarme de temperatura baseado em uma coluna de mercúrio e em um sensor de
passagem, como sugere a figura a seguir.
Conforme essa tabela, observa-se que, no intervalo
de 30cal a 90cal, bem como no intervalo de 240cal
e 340cal, a substância comporta-se linearmente.
Observa-se também que, no intervalo entre 90cal e
240cal, a temperatura da substância não varia.
a) Esboce o gráfico de Q × T.
b) O que se pode concluir em relação às propriedades térmicas dessa substância?
62. Para medir a febre de pacientes, um estudante
de medicina criou sua própria escala linear de temperaturas. Nessa nova escala, os valores de 0 (zero) e 10 (dez) correspondem respectivamente a
37°C e 40°C. A temperatura de mesmo valor numérico em ambas escalas é aproximadamente
a) 52,9°C.
b) 28,5°C.
c) 74,3°C.
d) -8,5°C.
e) -28,5°C.
A altura do sensor óptico (par laser/detetor) 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 detetor,
disparando o alarme. Calibrou-se o termômetro
usando os pontos principais da água e um termômetro auxiliar, graduado na escala centígrada, de
modo que a 0°C a altura da coluna de mercúrio é
igual a 8cm, enquanto a 100°C a altura é de 28cm.
A temperatura do ambiente monitorado não deve
exceder 60°C.
O sensor óptico (par laser/detetor) deve, portanto
estar a uma altura de
a) H = 20cm
b) H = 10cm
c) H = 12cm
d) H = 6cm
e) H = 4cm
63. Uma escala termométrica arbitrária X atribui o
valor -20°X para a temperatura de fusão do gelo e
120°X para a temperatura de ebulição da água, sob
pressão normal. A temperatura em que a escala X
dá a mesma indicação que a Celsius é
a) 80
b) 70
c) 50
d) 30
e) 10
64. Quando Fahrenheit definiu a escala termométrica que hoje leva o seu nome, o primeiro ponto fixo
definido por ele, o 0°F, correspondia à temperatura
9
67. Um menino inglês mediu sua temperatura com
um termômetro graduado na escala Fahrenheit e
encontrou 96,8°F. Esse menino está:
a) com temperatura de 38°C.
b) com temperatura de 34,6°C.
c) com febre alta, mais de 29°C.
d) com temperatura menor que 36°C.
e) com a temperatura normal de 36°C.
vação por muitos anos, publicada no jornal "O Estado de S.Paulo" de 21.07.2002.
Após a morte clínica, o corpo é resfriado com gelo.
Uma injeção de anticoagulantes é aplicada e um
fluido especial é bombeado para o coração, espalhando-se pelo corpo e empurrando para fora os
fluidos naturais. O corpo é colocado numa câmara
com gás nitrogênio, onde os fluidos endurecem em
vez de congelar. Assim que atinge a temperatura
de -321°, o corpo é levado para um tanque de nitrogênio líquido, onde fica de cabeça para baixo.
68. Um cientista russo cria uma nova escala de
temperatura e dá a ela nome de seu filho Yuri. Nesta escala, a temperatura de fusão do gelo vale 20°Y e a temperatura de ebulição da água vale
120°Y. Utilizando um termômetro graduado nesta
escala para medir a temperatura corporal de seu
filho, o cientista encontra o valor de 36°Y. Pode-se
afirmar:
a) O garoto tem febre pois possui temperatura de
40°C .
b) O garoto tem hipotermia, pois possui temperatura de 32°C .
c) O garoto possui temperatura normal, de aproximadamente 36°C .
d) A temperatura de 36°Y é impossível, pois é menor do que o zero absoluto.
e) A medida está errada, pois a temperatura de
36°Y seria correspondente a 90°C.
Na matéria, não consta a unidade de temperatura
usada. Considerando que o valor indicado de -321°
esteja correto e que pertença a uma das escalas,
Kelvin, Celsius ou Fahrenheit, pode-se concluir que
foi usada a escala
a) Kelvin, pois trata-se de um trabalho científico e
esta é a unidade adotada pelo Sistema Internacional.
b) Fahrenheit, por ser um valor inferior ao zero absoluto e, portanto, só pode ser medido nessa escala.
c) Fahrenheit, pois as escalas Celsius e Kelvin não
admitem esse valor numérico de temperatura.
d) Celsius, pois só ela tem valores numéricos negativos para a indicação de temperaturas.
e) Celsius, por tratar-se de uma matéria publicada
em língua portuguesa e essa ser a unidade adotada
oficialmente no Brasil.
69. Uma escala termométrica arbitrária X está relacionada com a escala Fahrenheit F, de acordo com
o gráfico a seguir.
71. O gráfico a seguir relaciona as escalas termométricas Celsius e Fahrenheit.
As temperaturas de fusão do gelo e ebulição da
água, sob pressão normal, na escala X valem, respectivamente,
a) 0 e 76
b) 0 e 152
c) 60 e – 30
d) 76 e 152
e) 152 e -30
Um termômetro graduado na escala Celsius indica
uma temperatura de 20°C. A correspondente indicação de um termômetro graduado na escala Fahrenheit é:
a) 22°F
b) 50°F
c) 68°F
d) 80°F
e) 222°F
70. O texto a seguir foi extraído de uma matéria
sobre congelamento de cadáveres para sua preser-
10
72. Os termômetros são instrumentos utilizados
para efetuarmos medidas de temperaturas. Os mais
comuns se baseiam na variação de volume sofrida
por um líquido considerado ideal, contido num tubo
de vidro cuja dilatação é desprezada. Num termômetro em que se utiliza mercúrio, vemos que a coluna desse líquido "sobe" cerca de 2,7 cm para um
aquecimento de 3,6°C. Se a escala termométrica
fosse a Fahrenheit, para um aquecimento de 3,6°F,
a coluna de mercúrio "subiria":
a) 11,8 cm
b) 3,6 cm
c) 2,7 cm
d) 1,8 cm
e) 1,5 cm
08) Os termômetros graduados nas escalas Ana e
Dalva indicarão o mesmo valor numérico quando
forem utilizados para medir a temperatura de um
corpo que esteja a 223 K.
16) Com o termômetro da pesquisadora Dalva, é
impossível medir a temperatura da água em ebulição, à pressão de 1 atm.
75. Um mecânico, medindo a temperatura de um
dispositivo do motor do carro de um turista americano, usou um termômetro cuja leitura digital foi de
92°C. Para que o turista entendesse melhor a temperatura, o mecânico teve de converter a unidade
de temperatura para Fahrenheit.
Qual foi o valor da temperatura após esta conversão?
73. Uma panela com água é aquecida de 25°C para
80°C. A variação de temperatura sofrida pela panela com água, nas escalas Kelvin e Fahrenheit, foi
de
a) 32 K e 105°F.
b) 55 K e 99°F.
c) 57 K e 105°F.
d) 99 K e 105°F.
e) 105 K e 32°F.
76. Um termômetro é encerrado dentro de um bulbo
de vidro onde se faz vácuo. Suponha que o vácuo
seja perfeito e que o termômetro esteja marcando a
temperatura ambiente, 25°C. Depois de algum tempo, a temperatura ambiente se eleva a 30°C. Observa-se, então, que a marcação do termômetro
a) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio
térmico com o ambiente.
b) mantém-se a 25°C, qualquer que seja a temperatura ambiente.
c) tende a reduzir-se continuamente, independente
da temperatura ambiente.
d) vai se elevar, mas nunca atinge o equilíbrio térmico com o ambiente.
e) tende a atingir o valor mínimo da escala do termômetro.
74. Considere:
t(K) = temperatura lida em um termômetro calibrado
na escala Kelvin (K);
t(C) = temperatura lida em um termômetro calibrado
na escala Celsius (°C);
t(A) = temperatura lida em um termômetro calibrado
na escala Ana (°A);
t(B) = temperatura lida em um termômetro calibrado
na escala Beatriz (°B);
t(D) = temperatura lida em um termômetro calibrado
na escala Dalva (°D).
A relação numérica entre t(K) e t(C) é amplamente
utilizada nos meios científicos, mas as características dos experimentos desenvolvidos pelas pesquisadoras Ana, Beatriz e Dalva levaram-nas a construir termômetros que obedecem às seguintes relações: t(A0 = 1,2t(C) + 30; t(B0 = 2,0t(C) - 10; t(D) =
1,6t(C) + 50. Assinale o que for correto.
77. Em relação à termometria, é certo dizer que
a) - 273 K representa a menor temperatura possível
de ser atingida por qualquer substância.
b) a quantidade de calor de uma substância equivale à sua temperatura.
c) em uma porta de madeira, a maçaneta metálica
está sempre mais fria que a porta.
d) a escala Kelvin é conhecida como absoluta porque só admite valores positivos.
e) o estado físico de uma substância depende exclusivamente da temperatura em que ela se encontra.
01) Medindo a temperatura de uma mistura de gelo
e água em equilíbrio térmico, à pressão de 1 atm,
verificou-se que t(A) = t(B) + 40 = t(D) - 20.
02) A relação numérica entre t(A) e t(B) é t(A) =
0,6t(B) + 36.
04) A relação numérica entre t(B) e t(K) é t(B) =
2,0t(K) + 536.
78. Um estudante desenvolve um termômetro para
ser utilizado especificamente em seus trabalhos de
laboratório. Sua idéia é medir a temperatura de um
meio fazendo a leitura da resistência elétrica de um
resistor, um fio de cobre, por exemplo, quando em
equilíbrio térmico com esse meio. Assim, para cali-
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brar esse termômetro na escala Celsius, ele toma
como referências as temperaturas de fusão do gelo
e de ebulição da água. Depois de várias medidas,
ele obtém a curva apresentada na figura.
GABARITO
1. [A] 2. [A] 3. [A] 4. [D] 5. a) - 195°C b) - 319°F
6. [C] 7. [B] 8. [E] 9. [D] 10. [C] 11. [D] 12. [B]
13. [D] 14. [B] 15. [C] 16. [D] 17. Fahrenheit.
18. 310 K
19. 98,6°F 20. 72°F 21. 40 K
25. 104°F 26. 0 e 100 27. 32 e 212 28. 273 e 373
30. Não, pois 300 K = 27°C 31. 84 unidades.
32. Dispositivo utilizado para medir a temperatura.
33. Dispositivo utilizado para registrar a temperatura. 35. De frio. 36. Não. 37. 1) 10 2) Ta = (Tb +
20)/2. 3) 28,5 4) 60 5) 20 38. [C] 39. [C] 40. [A]
41. [E] 42. [E] 43. [D] 44. [E] 45. [B] 46. [C]
47. [A] 48. [D] 49. [E] 50. [C] 51. [D] 52. [A]
53. [E] 54. [C] 55. [B] 56. -263 °C 57. [C] 58. [D]
59. [C] 60. [C] 62. [A] 63. [C] 64. [E] 65. [C]
66. [A] 67. [E] 68. [A] 69. [C] 70. [C] 71. [C]
72. [E] 73. [B] 74. 11 75. 197,6°F 76. [A] 77. [D]
78. [A] 79. 0°C corresponde a 10°X. 80. Que as
partículas de A possuem uma velocidade escalar
média maior que as de B. 81. Calor - energia em
trânsito. Temperatura - número associado a agitação molecular.
A correspondência entre a temperatura T, em °C, e
a resistência elétrica R, em Ω, é dada pela equação
a) T = 100 × (R - 16) / 6,6.
b) T = 100 × 6,6 / (R - 16).
c) T = (R - 6,6) / (6,6 × 100).
d) T = 100 × (R - 16) / 16.
e) T = 100 × (R - 6,6) / 16.
79. O gráfico a seguir apresenta a relação entre a
temperatura na escala Celsius e a temperatura numa escala termométrica arbitrária X. Calcule a temperatura de fusão do gelo na escala X. Considere a
pressão de 1 atm.
80. Pensando no movimento das partículas que
compõem dois corpos A e B, o que significa dizer
que A é mais quente do B?
81. Defina Calor e Temperatura.
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