Exercícios Conceituais

1. O que são os pontos fixos das escalas termométricas? Qual é a principal característica de um bom ponto fixo? 2. Quais são as temperaturas de congelamento da água nas escalas Celsius e Fahrenheit? E de seu ponto de ebulição? 3. Baseado na sua resposta à pergunta anterior, responda se são bons pontos fixos justificando a resposta: a) A temperatura do corpo de seu cachorro. b) A temperatura da água que sai do chuveiro. c) A temperatura de fusão do ferro. 4. O que é o “zero absoluto”? 5. Qual é a importância de sabermos realizar a conversão entre escalas termométricas? 6. Uma amostra de hidrogênio gasoso está à temperatura de 0ºC. Se o gás for aquecido até que as moléculas de hidrogênio tenham suas energias cinéticas com valores dobrados, qual será a sua temperatura? 7. O que se quer dizer com a afirmação de que um termômetro mede sua própria temperatura?

Exercícios de Vestibular 1. (FUVEST) A televisão noticia que a temperatura em Nova Iorque chegou aos 104 graus (naturalmente 104º Fahrenheit). Converta para graus Celsius. 2. (UNICAMP) Para transformar graus Fahrenheit em graus Celsius, usa-se a fórmula:

932

5−

=FC

em que F é o número de graus Fahrenheit e C é o número de graus Celsius. a) Transforme 35ºC para a escala Fahrenheit. b) Qual a temperatura (em graus Celsius) em que o número de graus Fahrenheit é o dobro do número de graus Celsius? 3. (Ufpe) 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.

4. (Cesgranrio) 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: 10,0 cm e 30,0 cm, 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 18,0 cm.

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 5. (Fatec) O gráfico a seguir relaciona as escalas termométricas Celsius e Fahrenheit.

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 6. (Fatec) Um cientista criou uma escala termométrica D que adota como pontos fixos o ponto de ebulição do álcool (78 °C) e o ponto de ebulição do éter (34 °C). O gráfico a seguir relaciona esta escala D com a escala Celsius. A temperatura de ebulição da água vale, em °D:

a) 44 b) 86 c) 112 d) 120 e) 160

7. (Uel) Uma escala de temperatura arbitrária X está relacionada com a escala Celsius, conforme o gráfico a seguir.

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

8. (Unesp) 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 calibrar 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.

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 d) T = 100 × (R - 16) / 16 b) T = 100 × 6,6 / (R - 16) e) T = 100 × (R - 6,6) / 16 c) T = (R - 6,6) / (6,6 × 100) 9. (Unesp 2010) Um termoscópio é um dispositivo experimental, como o mostrado na figura, capaz de indicar a temperatura a partir da variação da altura da coluna de um líquido que existe dentro dele. Um aluno verificou que, quando a temperatura na qual o termoscópio estava submetido era de 10ºC, ele indicava uma altura de 5 mm.

Percebeu ainda que, quando a altura havia aumentado para 25 mm, a temperatura era de 15ºC. Quando a temperatura for de 20ºC, a altura da coluna de líquido, em mm, será de

a) 25. b) 30. c) 35. d) 40. e) 45.

10. (Unifesp 2003) O texto a seguir foi extraído de uma matéria sobre congelamento de cadáveres para sua preservação 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. 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. 11. (Ita 2001) 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. 12. (Fatec 2002) 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 13. (Pucsp 2007) O gráfico representa a relação entre a temperatura medida em uma escala de temperatura hipotética W e a temperatura medida na escala Celsius, sob pressão normal. A temperatura de fusão do gelo e a de ebulição da água são, em graus W, respectivamente iguais a

a) - 40 e 40 b) - 40 e 110 c) 20 e 110 d) - 40 e 100 e) 20 e 100

14. (Fatec 2000) Construiu-se um alarme de temperatura baseado em uma coluna de mercúrio e em um sensor de passagem, como sugere a figura a seguir.

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 detector, disparando o alarme. Calibrou-se o termômetro usando os pontos principais da água e um termômetro auxiliar, graduado na escala Celsius, 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

15. (Uel) 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 16. (Unesp 2003) 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. 17. (Ita 1995) 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 Fahrenheit? a) 108 °F b) 60 °F c) 140 °F d) 33 °F e) 92 °F

Gabarito Exercícios conceituais 1. São temperaturas a partir das quais uma escala é criada. Exemplos: pontos de fusão e ebulição da água ao nível do mar. A principal característica é a reprodutibilidade. Eles devem ser reproduzíveis por outras pessoas. 2. Congelamento: 0ºC ou 32ºF Ebulição: 100ºC ou 212ºF 3. a) Não. Ela pode variar de um cachorro para outro e até mesmo de um momento para outro.

b) Não. Ela também pode variar de acordo com o chuveiro ou a temperatura ambiente.

c) Sim. A temperatura de fusão do ferro é sempre a mesma. 4. É a menor temperatura da qual se pode aproximar. É o limite inferior das temperaturas no universo. 5. A conversão torna possível a comunicação entre pessoas de diferentes partes do mundo, que utilizam diferentes escalas termométricas.

6. O gás a 0ºC tem a temperatura absoluta de 273K. Como a temperatura absoluta (escala kelvin) é diretamente proporcional à energia cinética das moléculas, duas vezes mais energia cinética significa que sua temperatura absoluta dobrou, ou seja, atingiu 546K ou 273ºC. 7. Para medir a temperatura de um corpo, o termômetro deve estar em equilíbrio térmico com o mesmo. Logo, medindo a temperatura de outro corpo, o termômetro mede sua própria temperatura. Exercícios de Vestibular 1. 40ºC 2. a) 95ºF b) 160ºC 3. 10ºX 4. C 5. C 6. D 7. C 8. A 9. E 10. C Teoricamente, a menor temperatura que se pode atingir é -273ºC = 0K. Portanto, a temperatura sugerida só pode ser da escala Fahrenheit. 11. A 12. C 13. B 14. A 15. D Cuidado: o exercício fala sobre “variação”!

Lembre-se que 595KFC ∆

=∆

=∆

16. B 17. A