Tópicos de Física 2 - Parte 1-025-027

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23TÓPICO 1 | TEMPERATURA
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Determine:
a) a equação de conversão entre as escalas X e 
Celsius;
b) a indicação da escala X, quando tivermos 
80 8C;
c) a indicação da escala X para os estados térmi-
cos correspondentes aos pontos fixos funda-
mentais.
 12. Um estudante construiu uma escala de tempe-
ratura E cuja relação com a escala Celsius é 
expressa no gráfico representado a seguir.
u
C
u
E
10
0
230
Qual é a temperatura cujas leituras coincidem 
numericamente nessas duas escalas?
Exercícios Nível 2
 13. (Uespi) Um estudante está lendo o romance de 
ficção científica “Fahrenheit 451”, de Ray Bradbury. 
Num certo trecho, uma das personagens afirma 
que 451 8F é a temperatura na escala Fahrenheit 
em que o papel de que são feitos os livros entra 
em combustão. O estudante sabe que, nesta es-
cala, as temperaturas de fusão e ebulição de água 
são respectivamente iguais a 32 8F e 212 8F. Ele 
conclui, acertadamente, que 451 8F é aproxima-
damente equivalente a:
a) 100 8C
b) 205 8C
c) 233 8C
d) 305 8C
e) 316 8C
 14. (Unaerp-SP) Durante um passeio em outro país, um 
médico, percebendo que seu filho está “quente”, 
utiliza um termômetro com escala Fahrenheit 
para medir sua temperatura. O termômetro, após 
o equilíbrio térmico, registra 98,6 8F. O médico, 
então:
a) deve correr urgente para o hospital mais pró-
ximo, o garoto está mal, 49,3 8C.
b) não se preocupa, ele está com 37 8C, manda o 
garoto brincar e mais tarde mede novamente 
sua temperatura.
c) fica preocupado, ele está com 40 8C, então lhe 
dá para ingerir uns quatro comprimidos de 
antitérmico.
d) faz os cálculos e descobre que o garoto está 
com 32,8 8C.
e) fica preocupado, ele está com 39 8C, dá um 
antitérmico ao garoto e o coloca na cama sob 
cobertores.
 15. Um determinado estado térmico foi avaliado 
usando-se dois termômetros, um graduado em 
Celsius e outro, em Fahrenheit. A leitura Fahre-
nheit excede em 23 unidades o dobro da leitura 
Celsius. Essa temperatura corresponde a que 
valor na escala Celsius?
 16. Uma jovem estudante, folheando um antigo livro 
de Física de seu avô, encontrou a temperatura de 
ebulição do álcool expressa na escala Réaumur 
(62,4 8R). Fazendo a conversão para a escala Celsius, 
ela encontrou que valor?
 17. Um paciente 
foi internado 
em um hospi-
tal e apresen-
tou o quadro 
de tempera-
tura ao lado.
Que temperatura esse paciente apresentou às 
12 h 30 min, expressa na escala Réaumur?
 18. Em um termômetro de mercúrio, a altura da co-
luna assume os valores 1,0 cm e 21 cm quando o 
termômetro é submetido aos estados correspon-
dentes aos pontos do gelo fundente e do vapor de 
água em ebulição, respectivamente, sob pressão 
normal. Determine:
a) a equação termométrica desse termômetro em 
relação à escala Celsius.
b) a temperatura registrada pelo termômetro 
quando a altura da coluna assume o valor 10 cm.
c) a altura da coluna quando o ambiente onde se 
encontra o termômetro está a 27 8C.
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24 UNIDADE 1 | TERMOLOGIA
 20. Nos termômetros utilizados no nosso dia a dia, a 
substância termométrica é um líquido (geralmen-
te mercúrio ou álcool) e a propriedade termomé-
trica, a altura h da coluna desse líquido. Na aferição, 
esse termômetro é colocado em equilíbrio com o 
gelo fundente e, depois, com a água em ebulição 
em condições de pressão normal. Ele foi colocado 
também em contato com um corpo X, quando, 
após o equilíbrio térmico, a altura h atingiu a mar-
ca de 21 cm. Na figura dada a seguir, encontramos 
a relação entre as colunas h do líquido e as tem-
peraturas Celsius correspondentes.
200 40 60 80 100
15
21
35
h (cm)
u (¼C)
Qual a temperatura, em graus Celsius, encontra-
da para esse corpo?
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 22. Em um laboratório, um professor de Física encon-
trou um antigo termômetro que trazia graduações 
nas escalas Celsius e Réaumur. Com uma régua, 
observou que a distância entre duas marcas con-
secutivas na escala Celsius era de 1,0 mm. Que 
valor ele encontrou na escala Réaumur?
 Em outras palavras, qual a distância entre duas 
marcas consecutivas na escala Réaumur, no mesmo 
termômetro?
 21. Um fabricante de termômetros lançou no mer-
cado um termômetro de mercúrio graduado 
nas escalas Celsius e Fahrenheit. Na parte 
referente à escala Celsius, a distância entre 
duas marcas consecutivas era de 1,08 mm. 
Qual a distância, na escala Fahrenheit, entre 
duas marcas consecutivas?
 Resolução:
Chamemos de mC e mF as respectivas distân-
cias entre duas marcas consecutivas nas es-
calas Celsius e Fahrenheit:
ºF
ºC
212
100
32
0
m
F
d
m
C
Como a distância d, indicada na figura, é a 
mesma nas duas escalas, podemos escrever:
d 5 100mC 5 180mF
Do enunciado, sabemos que: mC 5 1,08 mm
Substituindo esse valor na expressão acima, 
calculemos mF:
100 ? 1,08 5 180 mF ⇒ 
108
180F
m 5 
mF 5 0,60 mm
E.R.
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 19. Um termômetro foi graduado, em graus Celsius, 
incorretamente. Ele assinala 1 8C para o gelo 
em fusão e 97 8C para a água em ebulição, sob 
pressão normal. Qual a única temperatura que 
esse termômetro assinala corretamente, em 
graus Celsius?
 Resolução:
Comparando os termômetros, temos:
(100)
(u
C
) (u
E
)
(0)
(97)
(1)
8C E (8C)
0
100 0
1
97 1
C Eu 2
2
5
u 2
2
 ⇒ 
100
1
96
C Eu
5
u 2
Para uC 5 uE, vem: 
96uC 5 100uE 2 100 
4uC 5 100 
uC 5 25 °C
E.R.
C
RŽ
240 230 220 210 0 10 20 30 40 50
230 220 210 0 10 20 30 40
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gás 3
gás 2
gás 1
pressão
u (ºC)
273 0
0 2273
373 100
°CK
ponto do gelo
zero absoluto
ponto do vapor
25TÓPICO 1 | TEMPERATURA
11. O zero absoluto
Imagine um sistema físico qualquer. Quando o aquecemos, sua temperatura se 
eleva, aumentando o estado de agitação de suas partículas. Se o esfriamos, sua 
temperatura diminui porque o estado de agitação das partículas também diminui. Se 
continuarmos a esfriar esse sistema, o estado de agitação das partículas diminuirá 
mais e mais, tendendo a um mínimo de temperatura, denominado zero absoluto.
Zero absoluto é o limite inferior de temperatura de um sistema. É a temperatura 
correspondente ao menor estado de agitação das partículas, isto é, um estado 
de agitação praticamente nulo.
No zero absoluto, ainda existe nas partículas do sistema uma quantidade finita, 
não nula, de energia cinética. Essa energia é denominada energia do ponto zero.
12. A escala absoluta
O físico britânico William Thomson (1824-1907), mais conhecido como Lorde 
Kelvin, foi quem verificou experimentalmente a variação da pressão de um gás 
a volume constante. Por meio de uma extrapolação, ele concluiu que a menor 
temperatura que aquele gás poderia atingir coincidia com a anulação da pressão.
Até chegar a essa conclusão ele realizou experiências com diferentes amostras 
de gases, a volume constante. As variações de pressão foram plotadas (marcadas) 
em um gráfico, em função da temperatura Celsius. O prolongamento do gráfico 
levou-o ao valor 2273,15 8C, que foi denominado “zero absoluto”.
Para facilitar os cálculos, aproximamos esse valor para 2273 8C.
Bloco 2
A escala Kelvin, também denominada 
escala absoluta, tem sua origem no zero 
absoluto e utiliza o grau Celsius como uni-
dade de variação. O símbolo da unidade da 
escala Kelvin é K.
Assim, pode-se concluir que a equação 
de conversão entre as escalas Celsius e 
Kelvin é dada por:
T(K) 5 u (8C) 1 273
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 Retrato de Lorde Kelvin.
A partir de 1967, conven-
cionou-se não usar “grau” 
para essa escala. Assim, 
20 K, por exemplo, lê-se 
20 kelvins e não 20 graus 
Kelvin.
NOTA!
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