termometria
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Resoluo das atividades complementares FsicaF3 Termometria p. 53
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1 Alguns tipos de termmetros foram citados no texto. Pesquise outros tipos de termmetros, alm desses. Explique o funcionamento e o uso de cada um que voc encontrar. Resposta pessoal.
2 A variao de 1 Kelvin corresponde variao de 1 8C quando comparamos essas escalas, ou seja,DK 5 1. Qual a relao das variaes entre as escalas Celsius e Fahrenheit? DC 5 5 ou DF 5 9 5 1, 8 DC DF 9 DC 5 Resoluo: Como a escala Celsius apresenta 100 divises iguais e a Fahrenheit, 180, podemos escrever: DC DC 5 100 5 5 DF 180 DF 9
3 (USS-RJ) Um mdico, examinando um paciente no hospital, fica preocupado ao verificar que a
temperatura do mesmo subiu de 36 8C para 39 8C na ltima 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 Resoluo: As duas escalas apresentam 100 divises. Da, DK 5 DC. Como DC 5 39 2 36 5 3 8C, temos DK 5 3 K.
apresentadas, num determinado dia, as temperaturas mximas de algumas importantes cidades do mundo, entre elas: Los Angeles 22 8C / 72 8F Moscou 8 8C / 46 8F Nesse dia, em So Paulo, a temperatura mxima foi de 18 8C. Essa temperatura expressa em graus Fahrenheit (8F) mais prxima de: a) 104 c) 64 e) 68 b) 59 d) 56 Resoluo: Usando a equao de converso 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
4 (Faap-SP) No programa Forecast Highs, boletim do canal fechado de televiso CNN, foram
5 Um modo rpido de estimar em graus Celsius o valor de uma temperatura oferecida em graus
Fahrenheit 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% Resoluo: 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 proporo: 100% _____ 24,44 4 x _____ 22 2 200 x5 90% 24, 44 Portanto, o erro 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 fuso do enxofre de 388 K, determine o valor dessa temperatura na escala X. 94 8X Resoluo: Desenhamos as escalas:X x 85 K 388 373
25
273
x 2 25 388 2 273 5 85 2 25 373 2 273 x 2 25 5 115 60 100 x 2 25 5 5 115 6 10 10 x 2 250 5 690 x 5 94 8X
7 Sabemos que o zero absoluto um valor terico, ou seja, um valor encontrado por meio de clculos,e no de forma experimental. Pesquise qual foi, at 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.
grfico abaixo, que mostra a correspondncia entre essas duas escalas. Quando o termmetro graduado em 8C estiver registrando 90, o termmetro graduado em 8Z estar registrando: a) 100 Z 90 b) 120 c) 150 d) 170 e) 200
8 (EsPCEx-SP) Comparando-se a escala Z com a escala C (Celsius) de dois termmetros, obteve-se o
0 10
50
C
Resoluo:C 50 Z 90
C
Z
Relacionando as escalas, temos: C 2 0 10 10 5 Z C 5 Z 50 2 0 90 10 0 50 100 Para C 5 90 8C, vem : 90 5 Z 10 10 5 180 5 170 8Z Z Z 50 100
0
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9 O nitrognio, presso de 1,0 atm, se condensa a uma temperatura de 2392 graus numa escala termomtrica X. O grfico representa a correspondncia entre essa escala e a escala K (Kelvin).X
Em funo dos dados apresentados no grfico, determine a temperatura de condensao do nitrognio, em Kelvin. 77 K
200
0
273
373
K
Resoluo:K 373 X 200
K
X
273
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 mercrio e num sensor depassagem, como sugere a figura. A altura do sensor ptico (par laser/detector) em relao ao nvel H pode ser regulada de modo que, temperatura desejada, o mercrio, subindo pela coluna, impea a chegada de luz ao detector, disparando o alarme. Calibrouse o termmetro usando-se os pontos principais da gua e um termmetro auxiliar, graduado na escala Celsius, de modo que a 0 8C a altura da coluna de mercrio igual a 8 cm, enquanto a 100 8C a altura de 28 cm. A temperatura do ambiente monitorado no deve exceder 60 8C. Qual a altura em que o sensor ptico deve ser instalado? 20 cm
LASER
DETETOR
H Hg nvel
Resoluo: Desenhando as escalas: C 100 h (cm) 28
60
h
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
0
8
11 Utiliza-se como termmetro um recipiente no qual o volume constante e que contm um gs cujapresso medida nas seguintes situaes:Presso do gs (em mmHg) I. Recipiente em equilbrio trmico com uma mistura de gua e gelo (tambm em equilbrio trmico). II. Recipiente em equilbrio trmico com o valor de gua em ebulio (sob presso normal). III. Recipiente em equilbrio trmico com leo aquecido. 300 420 480
Determine, na escala Celsius, a temperatura do leo. 150 8C Resoluo: Construindo as escalas para relacionar a temperatura em 8C com a presso em mmHg:C P (mmHg) 480
100
420
100 2 0 420 2 300 5 20 480 2 300 100 5 120 180 5 150 8C
0
300
12 (Uespi-PI) Duas escalas termomtricas arbitrrias, E e G, foram confeccionadas de tal modo que assuas respectivas correspondncias com a escala Celsius obedecem tabela abaixo.180 8C 100 8C 0 8C 70 8E 20 8E 70 8G 10 8G
A relao de converso entre as escalas E e G dada por: 3(G 2 10) c) E 5 a) E 5 3 G 5 2 2
()C
e) G 5 2E 2 5
b) G 5
(2E 50) 3
d) G 5 E 2 10
Resoluo:E G 70 180
100 C
70 E G
0
20
10
Nesse caso vamos relacionar as escalas Celsius com as escalas arbitrrias, duas a duas: C 2 0 2 20 2 20 5 E C 5 E C 5 2E 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 fotogrfico traz a tabela apresentada abaixo, para o tempo derevelao do filme, em funo da temperatura dessa revelao.Temperatura
65 8F (18 8C) 10,5
68 8F (20 8C) 9
70 8F (21 8C) 8
72 8F (22 8C) 7
75 8F (24 8C) 6
Tempo (em minutos)
A temperatura em 8F corresponde exatamente ao seu valor na escala Celsius, apenas para o tempo de revelao, em minutos, de: a) 10,5 c) 8 e) 6 b) 9 d) 7 Resoluo:t (C) 100 t (F) 212
C
68
C20 68 2 32 5 100 2 0 212 2 32 C 5 36 100 180 C 5 20 8C
0
32
Logo, 20 8C corresponde ao tempo de 9 minutos.
14 Temos visto ultimamente uma farta divulgao de boletins meteorolgicos nos diversos meios de
comunicao e as temperaturas so geralmente indicadas nas escalas Fahrenheit e/ou Celsius. Entretanto, embora seja a unidade de medida de temperatura do SI, no temos visto nenhuma informao de temperaturas em Kelvin. Se o boletim meteorolgico informa que no dia as temperaturas mnima e mxima numa determinada cidade sero, respectivamente, 23 8F e 41 8F, qual a variao dessa temperatura na escala Kelvin? 10 K Resoluo: Temos: D 8F 5 41 2 23 5 18 8F A relao das var iaes entre as escalas Celsius e Fahrenheit : r 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 gua contida num recipiente, usaram-se dois termmetros, um
graduado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit. A diferena entre leituras dos dois termmetros 80. Determine a temperatura da gua na escala Celsius. 60 8C Resoluo: A diferena entre as leituras pode ser representada de duas maneiras: e I C 2 F 5 80 F 5 C 2 80 II F 2 C 5 80 F 5 C 80 Usando a equao 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 equao 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 gua (estado/fase lquida), devemos ter C 5 60 8C. e