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Exercícios Livro 2   Temperatura E Escalas Termométricas
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Exercícios Livro 2 Temperatura E Escalas Termométricas

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Exercícios e problemas resolvidos ou apenas as respostas de questões.

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Exercícios Livro 2   Temperatura E Escalas Termométricas Exercícios Livro 2 Temperatura E Escalas Termométricas Document Transcript

  • RESPOSTAS DE EXERCÍCIOS DO LIVRO Assunto: TEMPERATURA E ESCALAS TERMOMÉTRICAS – Volume 2 - Capítulo 10 Página 49 – Exercícios de Fixação 3. c) A temperatura de um corpo se elevou de 52 ºC. Qual foi a elevação da temperatura Kelvin deste corpo. R: Note que estamos lidando agora com variação de temperatura (variou 52 ºC), logo ∆TC = 52 ºC. Não sabemos qual era a temperatura inicial (T C0) nem sabemos a temperatura final (TC1). Então, chute um valor qualquer para a temperatura inicial, por exemplo, TC0 = 30 ºC e calcule a temperatura final: ∆TC = TC1 – TC0 → 52 = TC1 – 30 → TC1 = 52 + 30 → TC1 = 82 ºC Agora converta os valores da temperatura inicial T C0 = 30 ºC e da temperatura final TC1 = 82 ºC para Kelvin (T0 e T1, respectivamente): Temperatura inicial: T0 = TC0 + 273 = 30 + 273 → T0 = 303 K Temperatura final: T1 = TC1 + 273 = 82 + 273 → T1 = 355 K A elevação da temperatura em Kelvin então será ∆T = T 1 – T0 = 355 – 303 ∆T = 52 ºC . Página 62 – Exercícios de Fixação 25. Sabe-se que a temperatura na qual o papel entra em combustão é de aproximadamente 233 ºC. O título de um famoso livro de ficção científica (e de um filme nele baseado) é exatamente o valor desta temperatura na escala Fahrenheit. Esta obra faz uma crítica da queima de livros que costuma ocorrer em sociedades dominadas por ditaduras, quando difundem idéias contrárias aos interesses do poder instituído. Qual é o título desse livro? 9 R: Usando a relação TF TC 32 , o valor em Fahrenheit é TF = 451 ºC. 5 O título do livro e nome do filme nele baseado é “Fahrenheit 451”. 26. Existe uma temperatura na qual um termômetro Celsius e um termômetro Fahrenheit marcam o mesmo valor. Qual é essa temperatura? R: Como TF = TC, vem: 9 TF TC .TC 32 1,8.TC 32 → 1,8 . TC – TC = -32 → 0,8 . TC = -32 5 → TC = -32/0,8 → TC = -40 ºC que corresponde a TF = -40 ºF
  • Página 67 – Problemas e Testes 1. Desejando-se medir a temperatura de um pequeno inseto, colocou-se um grande número deles em um recipiente. Introduzindo-se entre os insetos um termômetro, verificou-se que, depois de um certo tempo, o termômetro indicava 30 ºC. a) Para determinar a temperatura de cada inseto seria necessário conhecer o número deles no recipiente? R: Não, pois a temperatura indicada pelo termômetro será sempre a mesma, independentemente do número de insetos colocados no recipiente. b) Então, qual era a temperatura de um dos insetos? R: Se o termômetro indicava 30 ºC, concluímos que todos os insetos no recipiente possuíam esta temperatura, isto é, a temperatura de cada inseto era de 30 ºC. 11. Você acha que podemos medir temperaturas muito altas ou muito baixas usando um termômetro de Hg? Entre que limites de temperaturas ele poderia ser usado? Explique. R: O Hg solidifica-se a -39 ºC e se vaporiza a 357 ºC. Por isto, o termômetro de Hg só pode ser usado para medir temperaturas compreendidas entre aqueles valores, nas quais ele se encontra no estado líquido. 15. Na figura deste problema mostramos um termômetro R, calibrado na escala Réaumur, à qual fizemos referência na secção 10.4 e que foi muito usada na França no século XVIII. a) Determine uma expressão que nos permita converter uma temperatura qualquer TR (na escala Réaumur) em sua correspondente TC (na escala Celsius). R: Da mesma forma que foi feito em sala de aula, quando cada aluno construiu sua própria escala termométrica, para deduzir a expressão
  • TC 0 TR 0 T TR T TR 10 fazemos → C → C → TC TR 100 0 80 0 100 80 10 8 8 5 Portanto, a expressão é TC TR 4 b) Qual é a temperatura Celsius correspondente a 20°R? 5 R: Usando a expressão obtida acima, TC x20 5x5 → TC = 25 ºC 4 17. Dois termômetros de mercúrio, idênticos, um deles graduado na escala Celsius e o outro na escala Fahrenheit, estão sendo usados para medir a temperatura de um mesmo líquido. A altura da coluna de mercúrio que indica esta temperatura no termômetro Celsius é maior, menor ou igual à altura correspondente do termômetro Fahrenheit? R: A altura atingida pela coluna líquida evidentemente não depende do fato de o termômetro estar graduado na escala C ou na F (ou em qualquer outra). Como os termômetros são idênticos e estão mergulhados em um mesmo líquido, é claro que as alturas das duas colunas serão iguais (embora correspondam a leituras diferentes em cada termômetro). 18. a) Duas crianças, A e B, estão com febre. A temperatura de A está 1 ºC acima da temperatura normal e a de B está 1 ºF também acima do normal. Qual das duas crianças se apresenta mais febril? R: Considere a temperatura normal 37 ºC. A criança A possui a temperatura 1 ºC acima do normal, então sua temperatura é 38 ºC. A temperatura normal em Fahrenheit, neste caso, usando a expressão de 9 conversão, é TF .TC 32 1,8x37 32 66,6 32 → TF = 98,6 ºF 5 A temperatura da criança B está 1 ºF acima do normal, então sua temperatura em Fahrenheit está 98,6 + 1 → TF = 99,6 ºF . Verificando quanto a temperatura de 38 ºC corresponde em Fahrenheit, novamente usamos a expressão de conversão 9 TF .TC 32 1,8x38 32 68,4 32 → TF = 100,4 ºF 5 Em resumo, a temperatura em Fahrenheit da criança A é 100,4 ºF; este valor é maior do que a temperatura em Fahrenheit da criança B, que é 99,6 ºF. Portanto, a criança A está mais febril. b) Em um termômetro, graduado na escala Celsius, a distância entre duas marcas correspondentes ao intervalo de 1 ºC é igual a 1,0 mm. Se este termômetro for
  • graduado na escala Fahrenheit, qual será a distância entre duas marcas, correspondentes ao intervalo de 1 ºF? R: Na escala Celsius, o ponto de fusão do gelo é 0 ºC e o ponto de ebulição da água é 100 ºC. Assim, o intervalo entre estas temperaturas corresponde a 100 divisões. Na escala Fahrenheit, é marcado 32 ºF para o ponto de fusão do gelo e 212 ºF para o ponto de ebulição da água. O intervalo entre estas temperaturas corresponde a 180 divisões. Logo, a relação entre os intervalos ∆(1ºC) e ∆(1ºF) é: 100 ∆(1ºC) = 180 ∆(1ºF), resultando em ∆(1ºC) = 1,8 ∆(1ºF) Isto é, uma elevação de 1 ºC na temperatura de um corpo corresponde a uma elevação de 1,8 ºF. Sendo assim, o intervalo ∆x procurado será dado por: 1,0 mm Δx ou ∆x = 0,55 mm 1,8 19. Em uma revista científica encontramos a seguinte afirmativa: “Em Plutão, o planeta mais afastado do Sol, a temperatura atinge 380 graus abaixo de zero”. Embora não havendo declarado qual foi a escala termométrica utilizada, sabe-se que o autor do texto estava se referindo a uma das seguintes escalas: Kelvin, Celsius ou Fahrenheit. Qual foi a escala usada? Explique. R: É evidente que não poderia tratar-se nem da escala Celsius, nem da escala Kelvin, pois o zero absoluto corresponde a -273 ºC ou a zero kelvin, e não é possível atingir uma temperatura inferior a essa. Logo, a temperatura mencionada para Plutão é TF = -380 ºF que, convertendo para a escala Celsius, será TC = -228 ºC.