Termometria

Resolução das atividades complementares
Física
F3 — Termometria
p. 53
1 Alguns tipos de termômetros foram citados no texto. Pesquise outros tipos de termômetros,
além desses. Explique o funcionamento e o uso de cada um que você encontrar.
Resposta pessoal.
1
2 A variação de 1 Kelvin corresponde à variação de 1 8C quando comparamos essas escalas, ou seja,
D
D 5 K
C
1. Qual a relação das variações entre as escalas Celsius e Fahrenheit?
Resolução:
Como a escala Celsius apresenta 100 divisões iguais e a Fahrenheit, 180, podemos escrever:
D
D 5
D
D 5
D
D
C 100
180
→ C 5
9
5 C
F
5
9
ou
DF
DC 5
9
5
5
F
F
3 (USS-RJ) Um médico, examinando um paciente no hospital, fica preocupado ao verificar que a
temperatura do mesmo subiu de 36 8C para 39 8C na última 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
Resolução:
As duas escalas apresentam 100 divisões.
Daí, D K 5 D C . Como D C 5 39 2 36 5 3 8C, temos D K 5 3 K.
1, 8

4 (Faap-SP) No programa “Forecast Highs”, boletim do canal fechado de televisão CNN, foram
apresentadas, num determinado dia, as temperaturas máximas de algumas importantes cidades do mundo,
entre elas:
Los Angeles 22 8C / 72 8F
Moscou 8 8C / 46 8F
Nesse dia, em São Paulo, a temperatura máxima foi de 18 8C. Essa temperatura expressa em graus Fahrenheit (8F) é
mais próxima de:
a) 104 c) 64 e) 68
b) 59 d) 56
Resolução:
Usando a equação de conversão entre as escalas, vem:
C 5
F 5
2 32
9
→
18
5
F 2 32
5
9
→ F 2 32 5 32, 4
F 5 64, 4 8F → F
64 8F
5 Um modo rápido de estimar em graus Celsius o valor de uma temperatura oferecida em graus
Fahrenheit é 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%
Resolução:
8F 2
2 16 5 estimativa em 8C
76
2
2 16 5 22 8C
( valor aproximado)
76 2 32 8C
5
9 5
4, 98 5 5 8C
→
8C
5 24, 44 8C
Estabelecendo a proporção:
100% _____ 24,44
x _____ 22
2 200
x 5 90%
24, 44
Portanto, o erro é 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 fusão do enxofre é de 388 K, determine o
valor dessa temperatura na escala X. 94 8X
Resolução:
Desenhamos as escalas:
x
85
25
X
K
388
373
273
x 2 25
85 2 25
5
388 2 273
373 2 273
x 2 25
60
5
115
100
x 2 25
6
5
115
10
10 2 250 5 690
x
5 94 8X
x
7 Sabemos que o zero absoluto é um valor teórico, ou seja, um valor encontrado por meio de cálculos,
e não de forma experimental. Pesquise qual foi, até 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.

8 (EsPCEx-SP) Comparando-se a escala Z com a escala C (Celsius) de dois termômetros, obteve-se o
gráfico abaixo, que mostra a correspondência entre essas duas escalas. Quando o termômetro graduado
em 8C estiver registrando 90, o termômetro graduado em 8Z estará registrando:
a) 100 °Z
b) 120 90
c) 150
d) 170
e) 200
0
10
50
°C
9 O nitrogênio, à pressão de 1,0 atm, se condensa a uma temperatura de 2392 graus numa escala
termométrica X. O gráfico representa a correspondência entre essa escala e a escala K (Kelvin).
X
200
p. 54
Resolução:
50
C
0
C
0 273 373 K
Resolução:
373
K
273
Z
90
Z
10
Relacionando as escalas, temos:
C 2 0
50 2 0
Z 10
5
90 10
→
C 50
Z 10
5
100
Para 5 90 8C,
vem :
90
50
C
Z 10
5 → 10 5 180 → 5 170 8
100
Z Z Z
Em função dos dados apresentados no gráfico, determine a temperatura
de condensação do nitrogênio, em Kelvin. 77 K
K X Relacionando as escalas, temos:
200
X
0
2
2
5
K 273
373 273
X 2
2
K 2
5 X
K X K
X
0
200 0
→
273
100 200
2 2 546 5 →
5
546
2
Para 5 2392 8X,
vem :
X
2392 546
K 5 → K 5 77 K
2

10 Construiu-se um alarme de temperatura com base numa coluna de mercúrio e num sensor de
passagem, como sugere a figura.
LASER DETETOR
nível
100
60
0
C
H
Resolução:
Hg
Desenhando as escalas:
h (cm)
28
h
8
A altura do sensor óptico (par laser/detector) 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. Calibrouse
o termômetro usando-se os pontos principais da água
e um termômetro auxiliar, graduado na escala Celsius, de
modo que a 0 8C a altura da coluna de mercúrio é igual a
8 cm, enquanto a 100 8C a altura é de 28 cm.
A temperatura do ambiente monitorado não deve exceder
60 8C. Qual a altura em que o sensor óptico deve ser
instalado? 20 cm
60 2 0
100 2 0
5
2 8
28 2 8
6
1
10
5
8
2
20
12 8
2
h
h
5 h 2
h 5 20 cm
11 Utiliza-se como termômetro um recipiente no qual o volume é constante e que contém um gás cuja
pressão é medida nas seguintes situações:
I. Recipiente em equilíbrio térmico com uma mistura de água e gelo
(também em equilíbrio térmico).
II. Recipiente em equilíbrio térmico com o valor de água em ebulição
(sob pressão normal).
Pressão do gás
(em mmHg)
III. Recipiente em equilíbrio térmico com óleo aquecido. 480
Determine, na escala Celsius, a temperatura do óleo. 150 8C
Resolução:
Construindo as escalas para relacionar a temperatura em 8C com a pressão em mmHg:
100
0
C
P (mmHg)
480
420
300
100 2 0
2 0
5
420 2 300
480 2 300
100
120
180
150
5
5 8C
300
420

12 (Uespi-PI) Duas escalas termométricas arbitrárias, E e G, foram confeccionadas de tal modo que as
suas respectivas correspondências com a escala Celsius obedecem à tabela abaixo.
180 8C — 70 8G
100 8C 70 8E —
0 8C 20 8E 10 8G
A relação de conversão entre as escalas E e G é dada por:
a) 5
3
3 G 2 10
E ( G 5
2 ) c) E 5
2
b) 5
G
180
100
( 2E 50)
3
Resolução:
C
0
C
E G
70
E
20
d) θ G 5 θ E 2 10
70
G
10
( ) e) θG 5 2θ E 2 5
Nesse caso vamos relacionar as escalas Celsius com as escalas arbitrárias, duas a duas:
C 2 0
100 2 0
E 2 20
5
70 2 20
→
C 100
E 2 20
5
50
→ C 5 2E 2 40
I
C 2 0
180 2 0
G 2 10
5
70 2 10
→
C 180
G 2 10
5
60
→ C 5 3 G
2 30 II
Igualando I e II , vem:
2 2 40 5 3 2 30 → 2 5 3 10
( )
E G E G
3
E 5 G 5
2

13 (Cesgranrio-RJ) Uma caixa de filme fotográfico traz a tabela apresentada abaixo, para o tempo de
revelação do filme, em função da temperatura dessa revelação.
Temperatura
Tempo (em
minutos)
65 8F
(18 8C)
68 8F
(20 8C)
70 8F
(21 8C)
72 8F
(22 8C)
75 8F
(24 8C)
10,5 9 8 7 6
A temperatura em 8F corresponde exatamente ao seu valor na escala Celsius, apenas para o tempo de
revelação, em minutos, de:
a) 10,5 c) 8 e) 6
b) 9 d) 7
Resolução:
100
C
0
t (C)
t (F)
212
68
32
C 2
2
C
C C
5
0
100 0
68 2 32
212 2 32
100
5
36
180
5 20 8
Logo, 20 8C corresponde ao tempo de 9 minutos.
14 Temos visto ultimamente uma farta divulgação de boletins meteorológicos nos diversos meios de
comunicação e as temperaturas são geralmente indicadas nas escalas Fahrenheit e/ou Celsius. Entretanto,
embora seja a unidade de medida de temperatura do SI, não temos visto nenhuma informação de
temperaturas em Kelvin. Se o boletim meteorológico informa que no dia as temperaturas mínima e máxima
numa determinada cidade serão, respectivamente, 23 8F e 41 8F, qual a variação dessa temperatura na escala
Kelvin? 10 K
Resolução:
Temos: D 8F 5 41 2 23 5 18 8F
A relação das variações entre as escalas Celsius e Fahrenheit é:
D
D 5 C
F
5
9
→
D C 18
5
5
9
→ D C 5 10 8C
Como D C 5 D K,
vem:
D K 5 10 K

15 Para medir a temperatura da água contida num recipiente, usaram-se dois termômetros, um
graduado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit. A diferença entre leituras dos dois termômetros
é 80. Determine a temperatura da água na escala Celsius. 60 8C
Resolução:
A diferença entre as leituras pode ser representada de duas maneiras:
I C 2 F 5 80 → F 5 C 2 80
II 2 5 80 → 5 80
F C F C
Usando a equação I :
C 5
F
5
2 32
9
→
C 5
C 5
2 80 2 32
9
C 5
C 5
2 112
9
→ 9 C 5 5 C 2 560
4 5 2560 → 5 2140 8C
C C
Usando a equação II :
C 5
C 5
80 2 32
9
→
C 5
C 5
48
9
9 5 5 240 → 4 5 240 → 5 60 8C
C C C C
Como se trata de água (estado/fase líquida), devemos ter 5 60 8C.
C