Física - Livro 1-257-260

Prévia do material em texto

F
R
E
N
T
E
 3
257
5 UFPR 2017 Vários turistas frequentemente têm tido
a oportunidade de viajar para países que utilizam a
escala Fahrenheit como referência para medidas da
temperatura. Considerando-se que quando um termô-
metro graduado na escala Fahrenheit assinala 32 °F,
essa temperatura corresponde ao ponto de gelo, e
quando assinala 212 °F, trata-se do ponto de vapor.
Em um desses países, um turista observou que um ter-
mômetro assinalava temperatura de 74,3 °F. Assinale
a alternativa que apresenta a temperatura, na esca-
la Celsius, correspondente à temperatura observada
pelo turista.
a 12,2 °C.
b 18,7 °C.
c 23,5 °C.
d 30 °C.
e 33,5 °C.
6 Unaerp Com respeito a temperatura, assinale a afirma-
tiva mais correta.
a A escala Celsius é utilizada em todos os países do
mundo e é uma escala absoluta. A escala Kelvin só é
usada em alguns países por isso é relativa.
b A Kelvin é uma escala absoluta, pois trata do estado
de agitação das moléculas, e é usada em quase todos
os países do mundo.
c A escala Celsius é uma escala relativa e representa,
realmente, a agitação das moléculas.
d As escalas Celsius e Kelvin referem-se ao mesmo
tipo de medida e só diferem-se de um valor cons-
tante e igual a 373.
7 Uerj 2015 No mapa abaixo, está representada a va-
riação média da temperatura dos oceanos em um
determinado mês do ano. Ao lado, encontra-se a es-
cala, 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.
8 Uema 2015
[...] Ainda existem discordâncias sobre o local ideal
para mensurar a temperatura corporal. Pode ser axilar,
bucal, timpânico, esofágico, nasofaringeano, vesical e
retal. Os locais habitualmente mensurados são
y Axilar: temperatura normal encontra-se entre 35,5 a
37,0°C, com média de 36,0 a 36,5°C.
y Bucal: temperatura normal encontra-se entre 36,0
a 37,4°C.
y Retal: temperatura normal encontra-se entre 36,0 a
37,5°C.
Fonte: Disponível em: <http://fisiologia.med.up.pt/Textos_Apoio/
outros/ Termorreg.pdf>. Acesso em: 10 jun. 2014. (adaptado)
Transformando esses valores para escala Kelvin, a tem-
peratura normal, na região bucal, encontra-se entre:
a 308,0 a 311,5
b 308,5 a 310,0
c 309,0 a 310,4
d 309,0 a 310,5
e 310,2 a 310,4
9 Mackenzie Os termômetros são instrumentos utiliza-
dos para efetuarmos medidas de temperaturas. Os
mais comuns se baseiam na variação de volume so-
frida por um líquido considerado ideal, contido num
tubo de vidro cuja dilatação é desprezada.
Num termômetro em que se utiliza Hg, mercúrio, vemos
que a coluna desse líquido “sobe” cerca de 2,7 cm para
um aquecimento de 3,6 °C. Se a escala termométrica
fosse a Fahrenheit, para um aquecimento de 3,6 °F, a
coluna de mercúrio “subiria”:
a 11,8 cm
b 3,6 cm
c 2,7 cm
d 1,8 cm
e 1,5 cm
10 Cefet-PR Quatro amigos preparam-se para ir a quatro
diferentes regiões do planeta (A, B, C e D), e pesqui-
sando na internet descobrem que no mês em que
vão viajar a temperatura média nestas regiões é, em
graus Fahrenheit, de, respectivamente, 10 °F, 20 °F,
30 °F e 40 °F. Para fazerem suas respectivas malas,
podemos dizer que a melhor opção para eles é que,
preferencialmente:
a todos levem roupas para frio.
b os três primeiros levem roupas para frio e o quarto
leve roupas para calor.
c os dois primeiros levem roupas para frio e os dois
últimos levem roupas para calor.
d o primeiro leve roupas para frio e os três últimos
levem roupas para calor.
e todos levem roupas para calor.
FÍSIca Capítulo 1 Termometria258
termômetro entre em equilíbrio térmico com o labora-
tório e verifica que, nesta situação, a altura da coluna
de mercúrio é de 18,0 cm. Qual a temperatura do labo-
ratório na escala Celsius deste termômetro?
θ
v
θ
g
θ
(cm)
θ
v
θ(°C)
?
30
18
10
0
a 20 °C
b 30 °C
c 40 °C
d 50 °C
e 60 °C
14 ITA Ao tomar a temperatura de um paciente, um mé-
dico só dispunha de um termômetro graduado em
graus Fahrenheit. Para se precaver, ele fez, antes, al-
guns cálculos e marcou no termômetro a temperatura
correspondente a 42 °C (temperatura crítica do corpo
humano). Em que posição da escala do seu termôme-
tro ele marcou essa temperatura?
a 106,2
b 107,6
c 102,6
d 180,0
e 104,4
15 Mackenzie Deseja-se graduar um termômetro X na es-
cala Celsius. Feita a graduação verificou-se que:
) quando o termômetro foi colocado no gelo fun-
dente ele marcava -0,5 °C e,
) quando colocado no vapor de água em ebulição
ele marcava 101,5 °C.
Deduzir uma expressão que permita colocar na esca-
la Celsius a temperatura lida no termômetro X.
16 UFRGS Qual das substâncias da tabela é a mais indi-
cada para substância termométrica em um termômetro
cuja escala permita leituras entre –50 °C e 50 °C?
Substância Ponto de fusão (*) Ponto de ebulição (*)
Água 0 100
Éter -114 34,5
Mercúrio -39 357
Álcool -114 78,3
Parafina 60 300
(*) em °C e à pressão atmosférica normal.
a água.
b éter.
c mercúrio.
d álcool.
e parafina.
11 Mackenzie 2020 Uma escala de temperatura foi cria-
da e batizada com o nome “Escala Mackenzie (°M)”.
Como parâmetros, foram atribuídas as temperatu-
ras de −5 °M e 245 °M para os pontos de fusão e
ebulição da água a nível do mar, respectivamente.
A situação descrita acima pode ser observada a partir
do gráfico abaixo, que relaciona a escala Mackenzie
com a escala Celsius.
A temperatura, na escala Celsius (°C), que correspon-
de a 45 °M é de
a 10
b 20
c 30
d 35
e 15
12 UFBA As indicações para os pontos de fusão do gelo
e de ebulição da água sob pressão normal de dois
termômetros, um na escala Celsius e outro na escala
Fahrenheit, distam 20 cm, conforme a figura. A 5 cm
do ponto de fusão do gelo, os termômetros registram
temperaturas iguais a:
20 cm
5 cm
°C °F
a 25 °C e 77 °F
b 20 °C e 40 °F
c 20 °C e 45 °F
d 25 °C e 45 °F
e 25 °C e 53 °F
13 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
F
R
E
N
T
E
 3
259
P
a
u
lo
 S
a
w
a
y
a
17 UEPB A avaliação da temperatura do corpo humano é de
grande importância na Medicina, pois em muitas doenças
ocorrem sua variação. Quando a temperatura corporal au-
menta além de 37 °C (que pode ser considerado em valor
médio normal), dizemos que a pessoa está com febre ou
hipertermia. Há também situações de anormalidade em
que a temperatura diminui abaixo de 37 °C, caracterizan-
do uma hipotermia.
E.R. Junior. Os Fundamentos da Física. 8 ed., v. 2.
São Paulo: Moderna, 2003, p. 11.
Um médico inglês mede a temperatura de um paciente
com suspeita de infecções e obtém em seu termôme-
tro clínico o valor de 104,0 °F (grau Fahrenheit). Tem
ele motivo de preocupação com o paciente?
Com o auxílio do texto acima, assinale a alternativa
correta:
A Sim, pois corresponde a 40 °C.
 Não, pois corresponde a 36 °C.
C Sim, pois corresponde a 311 K.
d Sim, pois corresponde a 30 °C.
 Sim, pois corresponde a 308 K.
18 Um estudante de Física adquiriu em uma loja um ter-
mômetro graduado na escala Celsius. Chegando em
casa procurou verificar sua exatidão. Observou que
no gelo fundente ele assinalava –2 °C e no ponto de
vapor 103 °C. Determine:
a) a equação de correção determinada pelo estu-
dante, para esse termômetro.
b) a indicação desse termômetro quando colocado
em um líquido a 60 °C.
c) a indicação desse termômetro que não requer
correção.
19 PUC-GO 2020 A falta de conscientização das pes-
soas vem intensificando o aquecimento global. Como
consequência desse fenômeno, atividades humanas
estão sendo impactadas. Em Ontário, no Canadá, por
exemplo, um efeito aparentemente paradoxal desse
fenômeno fez com que a temperatura despencasse
para o extremode 58 °F. Em consequência, esco-
las e o comércio foram fechados temporariamente.
Marque a alternativa que corresponde corretamente
ao valor desse extremo de temperatura nas escalas
Celsius e Kelvin:
A 20 °C e 250 K.
 30 °C e 227 K.
C -40 °C e 246 K.
d -50 °C e 223 K.
Radiador no bico
Há alguns séculos, os cientistas levantam hipóteses sobre a utilidade do grande bico dos tucanos. Finalmente, o enigma pode estar resolvido: o
bico funciona como um eficiente radiador, que controla o calor do corpo do animal conforme suas necessidades.
A descoberta foi realizada por cientistas da Universidade Estadual Paulista (Unesp) e da Universidade Brock, no Canadá, em estudo publicado na edição
de 24 de julho de 2009 da revista Science.
Os cientistas monitoraram tucanos da espécie Ramphastos toco
em um equipamento de termografia infravermelha, enquanto os
pássaros eram expostos a diferentes temperaturas. Conforme o
ambiente esquentava ou esfriava, a temperatura da superfície do
bico mudava rapidamente.
O estudo foi feito por Glenn Tattersall, da Universidade Brock, Denis
Andrade e Augusto Abe, do Departamento de Zoologia do Instituto de
Biociências de Rio Claro (SP), da Unesp. Abe é coordenador do Instituto
Nacional de Pesquisas em Fisiologia Comparada, um projeto temático
financiado pela Fapesp em parceria com o Conselho Nacional de De-
senvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).
Segundo Andrade, o tucano utiliza o bico para regular a quantidade de
calor trocada com o ambiente. Essa função, no entanto, nunca havia
sido proposta até agora.
“Em uma situação de frio, o tucano pode diminuir o fluxo sanguíneo para
o bico e conservar o calor no corpo. Em uma situação de calor, o fluxo
é aumentado e o bico fica mais quente, facilitando a perda de calor do
corpo do animal para o ambiente”, disse Andrade à Agência Fapesp.
eTextos complementares
Fig. 9 Presença de vasos sanguíneos no bico de um tucano.
FÍSICA Capítulo 1 Termometria260
De acordo com o professor da Unesp, o experimento realizado foi relativamente simples. “Os animais foram colocados em uma câmara climática
cuja temperatura pode ser manipulada. Para monitorar a variação de temperatura, usamos uma câmera de infravermelho, que permite detectar
a temperatura superficial do objeto em seu interior, fornecendo uma imagem térmica com riqueza de detalhes muito grande”, disse Andrade.
oC
36,0
34,5
33,0
31,5
30,0
28,5
27,0
25,5
24,0
22,5
21,0
Fig. 10 Imagem térmica da superfície do bico de um tucano.
No estudo, os pesquisadores observaram que a temperatura da superfície do bico mudava rapidamente conforme o ambiente esquentava ou
esfriava. Durante o pôr do sol, enquanto os pássaros preparavam-se para dormir, os bicos esfriavam cerca de 10 °C em questão de minutos.
Foram utilizados na pesquisa quatro animais adultos e dois filhotes com dois meses de idade. Um total de 110 horas de dados de vídeo foram cole-
tados para a análise, sendo cerca de seis horas de dados obtidos por tucano a cada dia.
O bico do tucano, segundo o estudo, tem características singulares no mundo animal, formando cerca de um terço do comprimento total do corpo do
pássaro. É o bico mais comprido em relação ao tamanho do corpo entre todas as aves existentes. Diversas hipóteses sobre a utilização do bico já haviam
sido levantadas, como o uso para atrair companheiros ou para comer determinadas frutas.
“O bico tem todas as características de uma janela térmica, como a grande superfície, a boa vascularização e a ausência de isolamento
térmico. É até surpreendente que ninguém tenha levantado antes essa hipótese”, disse Andrade. Outros exemplos de janelas térmicas,
segundo ele, são as barrigas de cães e as orelhas de elefantes e lebres.
De acordo com Andrade, especula-se que outros pássaros também poderiam utilizar o bico para a regulagem da temperatura corporal. “Há evidências de
que três espécies de patos e marrecos utilizem o bico para regular o calor. Mas o tamanho do bico do tucano faz com que esse procedimento seja muito
eficiente para ele”, disse.
Segundo o pesquisador, os pássaros não suam. Como os cães, eles ofegam quando a temperatura aumenta demais. “Quando a temperatura
sobe, o tucano começa a jogar o calor fora pelo bico. Se aumentar acima de certo ponto, ele abre o bico e começa a ofegar”, explicou.
O artigo Heat Exchange from the Toucan Bill Reveals a Controllable Vascular Thermal Radiator, de Glenn Tattersall, Denis Andrade e Augusto Abe,
pode ser lido por assinantes da Science em www.sciencemag.org.
Fábio de Castro. Agência Fapesp, 24 jul. de 2009.
Disponível em: <www.agencia.fapesp.br/materia/10812/
especiais/radiador-no-bico.htm>.
Galileu Galilei
Galileu Galilei (1564-1642) foi talvez o primeiro pensador a se preocupar com a metodologia do conhecimen-
to, sendo assim considerado o precursor dos Fundamentos da Física moderna. No campo da termologia,
Galileu desenvolveu o primeiro termoscópio, sendo atribuído a ele a descoberta do termômetro como o
concebemos hoje.
Você estudará mais adiante em seu curso de Física que, no campo da óptica, Galileu aperfeiçoou o telescó-
pio, com o qual descobriu as quatro luas de Júpiter. Inventou, ainda, o microscópio, a luneta astronômica e
aperfeiçoou a “Teoria Heliocêntrica”, defendida por Copérnico, colocando o Sol como centro do universo. Isso
foi fundamental para o posicionamento do homem na medida de si mesmo, princípio maior do Renascimento.
Por suas ideias, que entravam em choque com os dogmas da Igreja, Galileu Galilei foi julgado e condenado.
Galileu foi contemporâneo a um dos grandes nomes da literatura mundial, Shakespeare, e na literatura
portuguesa dividiu sua época com Padre Vieira. No ano de sua morte, nasceu Isaac Newton.
©
 D
a
v
id
 L
e
e
s
/C
O
R
B
IS
/C
o
rb
is
 (
D
C
)/
L
a
ti
n
s
to
c
k
Fig. 11 Termoscópio de Galileu, 1592.