As escalas termométricas são usadas para definir os valores de temperatura obtidos por um determinado instrumento de medida. Show As principais escalas utilizadas são Celsius, Kelvin e Fahrenheit. Os valores em uma escala podem ser transformados em uma outra escala usando fórmulas de conversão. Aproveite os exercícios comentados e resolvidos para tirar as suas dúvidas sobre esse assunto. Exercícios propostos (com resolução)Questão 1Transformando a temperatura de 25 ºC para a escala Fahrenheit e, em seguida, convertendo-a para escala Kelvin, quais as temperaturas registradas nas respectivas escalas? a) 25 ºC; 50 ºF e 150 K. Ver Resposta Resposta correta: c) 25 ºC; 77 ºF e 298 K. De acordo com a questão precisamos converter as escalas termométricas da seguinte forma: Para isso, podemos utilizar a seguinte relação: 1º Passo: conversão da escala Celsius para Fahrenheit. 2º Passo: conversão da escala Fahrenheit para Kelvin. Portanto, a resposta correta é 25 ºC; 77 ºF e 298 K. Questão 2Dois termômetros, um com a escala Celsius e outro na escala Kelvin, foram colocados no mesmo fluido. Sabendo que a temperatura registrada na escala Celsius era de 40 ºC, qual a temperatura marcada no termômetro em Kelvin? a) 298 K Ver Resposta Resposta correta: d) 313 K. Para resolver esta questão, precisamos relacionar as temperaturas Celsius e Kelvin. Portanto, utilizaremos a seguinte equação: Agora, só precisamos substituir a temperatura de 40 ºC na equação e calcular em Kelvin. Portanto, quando um termômetro marca 40 ºC o outro indica a temperatura 313 K. Questão 3Em um experimento no laboratório, um aluno decidiu observar a variação de temperatura em relação ao comprimento da coluna de mercúrio no interior de dois termômetros.  Sabendo que o mercúrio é sensível ao calor e a temperatura marcada no termômetro é proporcional ao deslocamento do fluido no tubo, qual a temperatura no termômetro I, em graus Celsius, sabendo que o termômetro II marca 48 ºC? a) 16 ºC Ver Resposta Resposta correta: b) 32 ºC. Quando duas grandezas são proporcionais, então a razão entre as duas variáveis produz uma constante de proporcionalidade. Neste caso, a temperatura (T) é proporcional ao comprimento da coluna de mercúrio (C). Portanto, para descobrirmos a temperatura, podemos multiplicar o comprimento pela constante K, ou seja: Como vimos, T/C = K e a temperatura no termômetro II é de 48 ºC. Então: Agora que descobrimos o valor da constante de proporcionalidade podemos calcular a temperatura no termômetro I. Portanto, a temperatura no termômetro I é de 32 ºC. Questão 4Para calibrar um termômetro um técnico relacionou a temperatura medida e o comprimento da coluna de mercúrio no interior do termômetro e os dados obtidos foram: 1. Quando a temperatura registrada era de 0 ºC, o fluido apresentava um deslocamento de 5 cm. A partir dessas informações, determine, através de uma função termométrica, a relação existente entre a temperatura e o comprimento da coluna de mercúrio. Ver Resposta Resposta correta: T = 20X - 100. Nesta questão podemos observar a proporcionalidade entre a temperatura e o comprimento da coluna de mercúrio. Para determinar uma temperatura arbitrária (T), vamos relacioná-la com um determinado comprimento (X) e com os dados da questão da seguinte forma: Portanto, Vamos aplicar a temperatura de 25 ºC para testar essa função. No exemplo acima, aplicando a função termométrica, descobrimos que quando a temperatura é de 25 ºC a coluna de mercúrio tem um comprimento de 6,25 cm. Questão 5Comparando as medidas de temperatura nas escalas Celsius e Fahrenheit observa-se que enquanto na primeira escala a temperatura de ebulição da água é de 100 ºC, na segunda escala a água passa para o estado gasoso em 212 ºF. Já a fusão da água ocorre em 0 ºC e a respectiva temperatura na outra escala é 32 ºF. Observe o gráfico e assinale a alternativa com a temperatura que pode ser marcada pelo mesmo número nas duas escalas. a) 30 Ver Resposta Resposta correta: d) - 40. Como o gráfico nos dá as temperaturas equivalentes nas duas escalas, podemos calcular a temperatura através da variação observada. Portanto, quando na escala Celsius estiver indicando – 40, o mesmo valor será dado na escala Fahrenheit. Veja também: Escalas Termométricas Questões comentadas de vestibulares e concursosQuestão 6(EsPECx - 2013) Um termômetro digital, localizado em uma praça na Inglaterra, marca a temperatura de 10,4 ºF. Essa temperatura, na escala Celsius, corresponde a a) - 5 ºC Ver Resposta Resposta correta: c) - 12 ºC. Para transformar da escala Fahrenheit para a escala Celsius, usaremos a seguinte relação: Substituindo TF pelo valor da temperatura do termômetro, temos: Portanto, a temperatura, na escala Celsius, corresponde a - 12 ºC. Questão 7(Aprendiz de Marinheiro - 2018) Três termômetros de mercúrio são colocados num mesmo líquido e, atingido o equilíbrio térmico, o graduado na escala Celsius registra 45 ºC. Os termômetros graduados nas escalas Kelvin e Fahrenheit, respectivamente, devem registrar que valores? a) 218 K e 113 ºF Ver Resposta Resposta correta: b) 318 K e 113 ºF. Para transformar a temperatura na escala Celsius para a escala Kelvin, usaremos a seguinte relação: TK =
TC + 273 A expressão para transformar da escala Celsius para a escala Fahrenheit é: Substituindo o valor da temperatura em Celsius, temos: Portanto, os termômetros registram, respectivamente, os valores 318 K e 113 ºF. Veja também: Calorimetria Questão 8(PUC/SP - 2018) Uma determinada massa de gás perfeito está contida em um recipiente de capacidade 10,0 litros, sob pressão de 3,5 atm e temperatura inicial de 25,0 ºC. Após sofrer uma transformação isocórica, sua pressão aumenta para 7,0 atm. Determine a variação de temperatura da massa de gás, nas escalas Celsius e Fahrenheit, respectivamente, devido a essa transformação. a) 298 e 536,4. Ver Resposta Resposta correta: a) 298 e 536,4. O gás sofreu uma transformação isocórica, isto é, seu volume permaneceu constante. Neste caso, usaremos a Lei de Charles-Gay Lussac, ou seja: Essa relação é válida para temperaturas absolutas. Desta forma, antes de substituir os valores, devemos passar a temperatura que está em Celsius para Kelvin. Assim: T0 = 25 + 273 = 298 K Agora, podemos substituir: Para calcular a variação de temperatura devemos fazer: A variação de temperatura na escala Celsius é igual a variação de temperatura na escala Kelvin. Para encontrar a correspondente variação na escala Fahrenheit, vamos usar a seguinte relação: Substituindo os valores, temos: Devido a essa transformação, nas escalas Celsius e Fahrenheit, respectivamente, as temperaturas registradas são 298 e 536,4. Questão 9(Mackenzie - 2017) Uma escala termométrica A adota para a temperatura da água em ebulição à pressão normal, de 70 ºA, e para a temperatura de fusão do gelo à pressão normal, de 20 ºA. Outra escala termométrica B adota para a temperatura da água em ebulição à pressão normal, 90 ºB, e para a temperatura de fusão do gelo à pressão normal, de 10 ºB. A expressão que relaciona a temperatura das escalas A(θA) e B (θB) é a) θB= 2,6.θA - 42 Ver Resposta Resposta correta: c) θB= 1,6.θA - 22. Podemos representar as duas escalas através do seguinte esquema: Os segmentos indicados na figura são proporcionais, logo podemos escrever a seguinte proporção: Portanto, a expressão que relaciona a temperatura das escalas A(θA) e B (θB) é θB= 1,6.θA - 22. Questão 10(Colégio Naval - 2016) Fossas abissais ou oceânicas são áreas deprimidas e profundas do piso submarino. A maior delas é a depressão Challenger, na Fossa das Marianas, com 11.033 metros de profundidade e temperatura da água variando entre 0 °C e 2 °C. De acordo com o texto, pode-se dizer que a pressão total sofrida por um corpo que esteja a uma altura de 33 m acima do solo dessa depressão e a variação de temperatura na escala absoluta (Kelvin) valem, respectivamente. Dados: dágua = 1000 kg/m3; g = 10 m/s2; Patm = 1,0 . 105 N/m2 a) 1,101.108 N/m2 e 2 K. Ver Resposta Resposta correta: a) 1,101.108 N/m2 e 2 K. Para encontrar o valor da pressão no ponto indicado, utilizaremos a seguinte fórmula da pressão hidrostática: p = patm + dágua.g.h Note que h, neste caso, é igual a profundidade no ponto considerado. O problema informa que a profundidade da depressão é de 11033 m, entretanto, o ponto está a 33 m acima do solo, logo: h = 11 033 - 33 = 11 000 m Transformando todos os valores para potência de 10 e substituindo na fórmula da pressão, temos: p = 1.105 + 103 . 10 . 1,1 . 104 Para efetuar a soma é necessário que os expoentes das potências sejam iguais, assim: p = 0,001 . 108 + 1,1 . 108 A variação da temperatura na escala Kelvin, pode ser encontrada fazendo-se: T1
= 0 + 273 = 273 K Perceba que a variação de temperatura na escala Celsius e na escala Kelvin são sempre iguais. Portanto, a pressão total sofrida é de 1,101.108 N/m2 e a variação de temperatura é de 2 K. Questão 11(UERJ - 2015) No mapa abaixo, está representada a variação média da temperatura dos oceanos em um determinado mês do ano. Ao lado, encontra-se a escala, em graus Celsius, utilizada para a elaboração do mapa. Determine, em graus Kelvin, o módulo da variação entre a maior e a menor temperatura da escala apresentada. Ver Resposta Resposta correta: 8 Kelvin. Pelo mapa, concluímos que a menor temperatura é - 3,5 ºC e a maior é 4,5 ºC. Assim, o módulo da variação entre essas temperaturas será: Δ T = 4,5 - (- 3,5) = 8 ºC Conforme vimos na questão anterior, a variação de temperatura na escala Celsius e na escala Kelvin são iguais. Logo, o valor da variação da temperatura é igual a 8 K. Questão 12(UERJ - 2013) Observe na tabela os valores das temperaturas dos pontos críticos de fusão e de ebulição, respectivamente, do gelo e da água, à pressão de 1 atm, nas escalas Celsius e Kelvin. Considere que, no intervalo de temperatura entre os pontos críticos do gelo e da água, o mercúrio em um termômetro apresenta uma dilatação linear. Nesse termômetro, o valor na escala Celsius correspondente à temperatura de 313 K é igual a: a) 20 Ver Resposta Resposta correta: c) 40. Para transformar da escala Kelvin para a escala Celsius basta subtrair 273. Assim, a temperatura correspondente será: 313 - 273 = 40 ºC Portanto, nesse termômetro, o valor na escala Celsius correspondente à temperatura de 313 K é igual a 40 ºC. |
Se um termômetro indica 50 graus qual é a medida dessa temperatura em graus fahrenheit
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