Exercícios Livro 2 Temperatura E Escalas Termométricas

Exercícios e problemas resolvidos e respostas do livro Vol 2.

1. 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 (TC0)
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 TC0 = 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 = T1 – 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 títul o 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?
R: Usando a relação 32T
5
9
T
CF , o valor em Fahrenheit é TF = 451 ºC.
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: 32.8,132.
5
9
CCCF TTTT
→ 1,8 . TC – TC = -32 → 0,8 . TC = -32
→ TC = -32/0,8 → TC = -40 ºC que corresponde a TF = -40 ºF

2. 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 m uito
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

3. fazemos 080
0T
0100
0T
RC → 80
T
100
T
RC → 8
T
10
T
RC → RC T
8
10
T
Portanto, a expressão é RCT
4
5
T
b) Qual é a temperatura Celsius correspondente a 20°R?
R: Usando a expressão obtida acima, 5x5x20
4
5
T
C → TC = 25 ºC

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
conversão, é 3266,6321,8x3732.T
5
9
T
CF → TF = 98,6 ºF
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 324,86321,8x3832.T
5
9
T
CF
→ TF = 100,4 ºF
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

4. 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: 8,1
mm 1,0
Δx
ou ∆x = 0,55 mm

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.