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FACULDADE PITAGORAS – ENGENHARIA / 4 PERIODO DISCIPLINA/ Fisica- Energia PROFESSORA: RITA DE CASSIA TERMOLOGIA- Capitulo3 Com este capitulo, inicia-se o estudo da física térmica. Temperatura é uma grandeza física que caracteriza o estado térmico de um corpo ou sistema. Quando dois sistemas estão em equilíbrio térmico, diz-se que eles tem a mesma temperatura. Fisicamente o conceito dado a quente e frio é um pouco diferente do que costumamos usar no nosso cotidiano. Podemos definir como quente um corpo que tem suas moléculas agitando-se muito, ou seja, com alta energia cinética. Analogamente, um corpo frio, é aquele que tem baixa agitação das suas moléculas. Ao aumentar a temperatura de um corpo ou sistema pode-se dizer que está se aumentando o estado de agitação de suas moléculas. Ao tirarmos uma garrafa de água mineral da geladeira ou ao retirar um bolo de um forno, percebemos que após algum tempo, ambas tendem a chegar à temperatura do ambiente. Ou seja, a água "esquenta" e o bolo "esfria". Quando dois corpos ou sistemas atingem o mesma temperatura, dizemos que estes corpos ou sistemas estão em equilíbrio térmico. Para que seja possível medir a temperatura de um corpo, foi desenvolvido um aparelho chamado termômetro. O termômetro mais comum é o de mercúrio, que consiste em um vidro graduado com um bulbo de paredes finas que é ligado a um tubo muito fino, chamado tubo capilar. Quando a temperatura do termômetro aumenta, as moléculas de mercúrio aumentam sua agitação fazendo com que este se dilate, preenchendo o tubo capilar. Para cada altura atingida pelo mercúrio está associada uma temperatura. A escala de cada termômetro corresponde a este valor de altura atingida. Escala Celsius É a escala usada no Brasil e na maior parte dos países, oficializada em 1742 pelo astrônomo e físico sueco Anders Celsius (1701-1744). Esta escala tem como pontos de referência a temperatura de congelamento da água sob pressão normal (0°C) e a temperatura de ebulição da água sob pressão normal (100°C). Escala Fahrenheit Outra escala bastante utilizada, principalmente nos países de língua inglesa, criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), tendo como referência a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amônia (0°F) e a temperatura do corpo humano (100°F). Em comparação com a escala Celsius: 0°C=32°F 100°C=212°F Escala Kelvin Também conhecida como escala absoluta, foi verificada pelo físico inglês William Thompson (1824-1907), também conhecido como Lorde Kelvin. Esta escala tem como referência a temperatura do menor estado de agitação de qualquer molécula (0K) e é calculada a partir da escala Celsius. Por convenção, não se usa "grau" para esta escala, ou seja 0K, lê-se zero kelvin e não zero grau kelvin. Em comparação com a escala Celsius: -273°C=0K 0°C=273K 100°C=373K Atividades: 1-No começo do inverno uma pessoa escolhe um agasalho em uma loja. De acordo com o vendedor, o agasalho escolhido pela pessoa, “ esquenta mais “ do que os outros. Fisicamente falando podemos dizer que: a) o agasalho retém o calor do tecido. b) o tecido do agasalho a tem mais calor. c) o tecido impede a troca de calor. d) o agasalho impede o frio de entrar. e) o agasalho transfere calor para a pessoa. 2-O que é energia térmica de um corpo? 3-Quando um corpo recebe calor, sua temperatura necessariamente aumenta? 4-Um grupo de estudantes resolve criar uma escala termométrica X. Nesta escala a temperatura de fusão do gelo (1atm) é 200X e a temperatura de vaporização da água é 400X. A FÓRMULA para converter uma temperatura na escala Celsius para a escala X, é representada por a) tx = tc – 20 b) tx = c) tx = d) e) tx = tc + 40 5-Suponha que três corpos A, B e C sejam colocados num calorímetro ideal. Depois de certo tempo, os três corpos atingem o equilíbrio térmico. Foi verificado que a temperatura de A e B aumentaram. PODEMOS dizer que a) a temperatura do corpo C diminuiu b) o corpo C permaneceu com a mesma temperatura inicial. c) o corpo C cedeu calor para o corpo A e recebeu calor do corpo B d) a temperatura do corpo C também aumentou. e) a temperatura do corpo C permaneceu constante. 6-Uma pessoa deve se preocupar se o medico lhe disser que a sua temperatura é de 310 K? Explique. 7-A que temperatura a leitura da escala Fahrenheit é igual ao triplo da escala Celsius? 8-Converta: – 70 °F em K b) 400 K em °C c) 98,6 °F em °C 9-Podemos medir a temperatura do vácuo? 10-Uma escala X é construída de modo que 0°X corresponde a -4 °F , e a temperatura de 100°X corresponde a 68°F. Nesta escala X, a temperatura de fusão do gelo vale: 11-Uma variação de 40 graus Celsius corresponde a que variação em Kelvin e em Fahrenheit? 12-Dois termômetros, um em Celsius e o outro em Fahrenheit, são mergulhados em um mesmo liquido. A leitura em F supera em 100 unidades a leitura em C. Qual era a temperatura em F? 13-Um pesquisador Z adotou uma escala em que a temperatura de fusão do gelo foi de 20°z e a de ebulição da água 80°Z. Qual a temperatura na escala C correspondente a 65 °Z? Obtenha a equação que relacione essas temperaturas. -5°C corresponde a quantos °Z? 14- 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 15- 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. 16- Uma escala termométrica arbitrária X está relacionada com a escala Fahrenheit F, de acordo com o gráfico a seguir. As temperaturas de fusão do gelo e ebulição da água, sob pressão normal, na escala X valem, respectivamente, a) 0 e 76 b) 0 e 152 c) 60 e - 30 d) 76 e 152 e) 152 e -30 17-A coluna líquida de um termômetro de mercúrio apresenta altura de 5 mm quando o termômetro é colocado num recipiente com gelo em fusão. Quando o termômetro é colocado em vapores de água em ebulição sob pressão normal, a coluna apresenta 50 mm. Determine: A função termométrica desse termômetro na escala Celsius; A temperatura de um corpo em presença do qual a coluna líquida apresenta 15 mm de altura.
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