Resolução de atividades complementares de Termometria em Física

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�
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.
	 2	 A variação de 1 Kelvin corresponde à variação de 1 8C quando comparamos essas escalas, ou seja, 
D
D
5K
C
1. Qual a relação das variações entre as escalas Celsius e Fahrenheit?
	 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
1
Resposta pessoal.
Resolução:
Como a escala Celsius apresenta 100 divisões iguais e a Fahrenheit, 180, podemos escrever:
D
D
5
D
D
5C
F
C
F
100
180
5
9
→
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.
D
D
5
D
D
5 5C
F
F
C
ou5
9
9
5
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
	 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. 
Resolução:
Usando a equação de conversão entre as escalas, vem:

5
 2
5
 2
 2 5
 5 8 
C F F
F
F
5 9
32
9
18
5
32
32 32 4
64 4
→ →
→
,
, F FF  64 8F
Resolução:
 8 2 5 8
2 5 8
F estimativa em C
C
2
16
76
2
16 22 (( )
,
valor aproximado
C C
C
76 32
9
4 98 52 5  8  5  8
 8
5
→
55 824 44, C
Estabelecendo a proporção:
100% _____ 244,44
x _____ 22
x
Portanto, o erro é
5 2 200
24 44
90
,
%
dde aproximadamente 10%.
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.
	 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.
K
388
373
273
85
�x
25
�X
Desenhamos as escalas:
 2
2
5 2
2
 2
5
 2
x
x
x
25
85 25
388 273
373 273
25
60
115
100
255
6
115
10
10 250 690
94
5
 2 5
 5 8
x
x X
Resposta pessoal.
Resolução:
94 8X
�
	 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
b) 120
c) 150
d) 170
e) 200
50
90
0
�10
°Z
°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
0 273 373 K
Em função dos dados apresentados no gráfico, determine a temperatura 
de condensação do nitrogênio, em Kelvin.
	 p.	 54
�Z
�Z
90
�10
50
�C
0
�C
Relacionando as escalas, temos:
 2
2
5
 C Z0
50 0
10
900 10 50
10
100
90
90
50


5
 
 5 8
5
 
→ C Z
C
Z
Para C vem, :
110
100
10 180 170→ →  5  5 8Z Z Z
�X
�X
200
0
373
�K
273
K Relacionando as escalas, temos:
 2
2
5
K 273
373 273
XX K X
K X K
X
2
2
 2
5

 2 5   5
 
0
200 0
273
100 200
2 546
5
→
→ 446
2
392
392 546
2
77
Para X vem
K
X
K K
 5 2 8
 5 2   5
, :
→
Resolução:
Resolução:
77 K
�
	 10	 Construiu-se um alarme de temperatura com base numa coluna de mercúrio e num sensor de 
passagem, como sugere a figura.
H
LASER DETETOR
Hg
nível
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. Calibrou-
se 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?
	 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: 
Pressão do gás 
(em mmHg)
 I. Recipiente em equilíbrio térmico com uma mistura de água e gelo 
(também em equilíbrio térmico). 300 
 II. Recipiente em equilíbrio térmico com o valor de água em ebulição 
(sob pressão normal). 420
III. Recipiente em equilíbrio térmico com óleo aquecido. 480
Determine, na escala Celsius, a temperatura do óleo.
h (cm)
h
28
8
100
60
0
� �C
Desenhando as escalas:
60 0
100 0
8
28 8
6
10
8
20
12 8
20
1 2
2
2
5 2
2
5 2
5 2
5
h
h
h
h cm
Resolução:
Construindo as escalas para relacionar a temperatura em 8C com a pressão em mmHg:
P (mmHg)
420
480
300
�
100
0
�C
100 0
0
420 300
480 300
100 120
180
150
2
 2
5 2
2

5
 5 8C
Resolução:
20 cm
150 8C
�
	 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  E G
3
2
5( ) c)  5  2E G3 102( ) e) θG 5 2θE 2 5
b)  5
 
G
E( )2 50
3
 d) θG 5 θE 2 10
�E �G
70
20
70
10
180
100
�E �G�C
0
�C
Nesse caso vamos relacionar as escalas Celsius com as escalas arbitrárias, duas a duas:
 2
2
5
 2
2

5
 2
 5  2C E C E C E
0
100 0
20
70 20 100
20
50
2 4→ → 00
0
180 0
10
70 10 180
10
60
3
I
C G C G
C
 2
2
5
 2
2

5
 2
 5 → → GG II2 30
Igualando I e II , vem:
2 40 3 30 2 3 10
3
2
5
 2 5  2  5  
 5  
E G E G
E G
→
( )
Resolução:
�
	 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
65 8F
(18 8C)
68 8F
(20 8C)
70 8F
(21 8C)
72 8F
(22 8C)
75 8F
(24 8C)
Tempo (em 
minutos)
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
	 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 demedida 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?
Logo, 20 8C corresponde ao tempo de 9 minutos.
t (�F)
68
212
32
100
C
0
t (�C)
C
C
C C
2
2
5 2
2
5
5 8
0
100 0
68 32
212 32
100
36
180
20
Resolução:
Temos: D 8 5 2 5 8F F
A relação das
41 23 18
varr iações entre as escalas Celsius e Fahrenheit é:
D 
D 
5
D 
5 D  5 8
D  5 D 
C
F
C
C
C K
C
Como
5
9 18
5
9
10→ →
, vem:
DD  5K K10
Resolução:
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.
Resolução:
A diferença entre as leituras pode ser reepresentada de duas maneiras:
I  2  5  5  2C F F C80 → 880
80 80
5
II
Usando a equação I
F C F C
C
 2  5  5  

5

→
:
FF C C
C C
C C
2 
5
 2 2

5
 2
 5  2
32
9 5
80 32
9
5
112
9
9 5 560
→
→
44 560
5
 5 2  5 2 8

5
 
C C
C C
C
Usando a equação II
→ 140
:
880 32
9 5
48
9
5 240 4 240 60
2 
5
 
 5    5  5
→
→ →
C C
C C C C9 88C
Como se trata de água (estado/fase líquida), deevemos ter  5 8C C60 .
60 8C