FISICA 2 LISTAS DE EXERCICIOS

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F́ısica 2
Lista de Exerćıcios 1
Escalas termométricas
1. Um jornalista, em visita aos Estados Unidos, passou pelo deserto de Mojave, onde são
realizados os pousos dos ônibus espaciais da Nasa. Ao parar em um posto de gasolina,
à beira da estrada, ele observou um grande painel eletrônico que indicava a temperatura
local na escala Fahrenheit. Ao fazer a conversão para a escala Celsius, ele encontrou o
valor 45 ◦C.
a) encontre a equação de conversão da escala Celsius em Fahrenheit
b) determine o valor de temperatura observado no painel pelo jornalista.
Dados: Na escala Fahrenheit, os pontos fixos fundamentais são 32 ◦F e 212 ◦F.
2. Dois termômetros, um graduado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit, são
mergulhados em um mesmo ĺıquido. A leitura em Fahrenheit supera em 100 unidades
a leitura em Celsius. Qual era a temperatura desse ĺıquido? Dados: A escala Celsius é
relacionada à Fahrenheit através da equação: TF = 32 + 1,8TC
3. Um professor de F́ısica inventou uma escala termométrica que chamou de escala X.
Comparando-a com a escala Celsius, ele observou que −4,00 ◦X correspondiam a 20,0 ◦C
e 4,00 ◦X equivaliam a 80,0 ◦C.
a) Qual a relação entre as temperaturas?
b) Que valores essa escala X assinalaria para os pontos fixos fundamentais?
4. Em um laboratório foi encontrado um antigo termômetro que trazia graduações nas
escalas Celsius e Réaumur. Com uma régua, observou-se que a distância entre duas marcas
consecutivas na escala Celsius era de 1,00 mm. Que valor em miĺımetros ele encontrou na
escala Réaumur? Na escala Réaumur, os pontos fixos fundamentais são 0 ◦R e 80 ◦R.
5. Um cientista construiu um termômetro cuja escala de temperatura E se relaciona com
a escala Celsius através do gráfico anexo.
40
−50
20
TC (
◦C)
TE (
◦E)
a) Encontre a relação entre as escalas.
b) Qual a temperatura cujas leituras coincidem numericamente nessas duas escalas?
6. Em uma escala linear de temperatura X, a água congela a −125 ◦X e evapora a
375 ◦X. Em uma escala linear de temperatura Y , a água congela a −70,00 ◦Y e evapora a
−30,00 ◦Y.
a) Determine a relação entre as escalas
b) Uma temperatura de 50,0 ◦Y corresponde a que temperatura na escala ◦X?
7. Em um experimento de estudantes, um termômetro de gás com volume constante
é calibrado em gelo seco (−78,5 ◦C) e em álcool et́ılico fervendo (78,0 ◦C). As pressões
separadas são 0,900 atm e 1,635 atm, respectivamente.
a) Que valor de zero absoluto em graus Celsius resulta da calibração?
b) Que pressões seriam encontradas nos pontos de congelamento e de ebulição da água?
8. O comprimento da coluna de mercúrio de um termômetro é 4,00 cm quando ele está
imerso em água com gelo à pressão de 1,00 atm, e 24,0 cm quando o termômetro está
imerso em água fervente à pressão de 1,00 atm. Suponha o comprimento da coluna de
mercúrio variando linearmente com a temperatura.
a) Esboce um gráfico do comprimento da coluna de mercúrio versus temperatura (em
graus Celsius).
b) Qual é o comprimento da coluna à temperatura ambiente (22,0 ◦C)?
c) Se a coluna de mercúrio tem um comprimento de 25,4 cm quando o termômetro está
mergulhado em uma solução qúımica, qual é a temperatura da solução?
9. Um termistor é um dispositivo de estado sólido largamente usado em uma variedade de
aplicações em engenharia. Sua principal caracteŕıstica é que sua resistência elétrica varia
muito com a temperatura. Sua dependência com a temperatura é dada aproximadamente
por R = Ro.e
B/T , com R em ohms (Ω), T em Kelvin e Ro e B sendo constantes que
podem ser determinadas medindo-se R em pontos de calibração como o ponto de gelo e
o ponto de vapor.
a) Se R = 7360 Ω no ponto de gelo e 153 Ω no ponto de vapor, determine Ro e B.
b) Qual é a resistência do termistor em T = 310 K?
c) Qual é a taxa de variação da resistência com a temperatura (dR/dT ) no ponto de
gelo e no ponto de vapor?
Respostas
1. a) TF = 32 + 1,8TC b) 113
◦F
2. 85,0 ◦C (185 ◦F)
3. a) TC = 50 + 7,5.TX b) −6,67 ◦X (0 ◦C) c) 6,67 ◦X (100 ◦C)
4. 1,25 mm
5. a) TE = −50 + 1,75.TC b) 66,7 ◦C
6. a) X = 750 + 12,5Y b) 1375 ◦X
7. a) −270 ◦C b) 1,269 atm (congelamento) e 1,739 atm (ebulição)
8. a) 100
4
24
T (◦C)
L (cm)
b) 8,40 cm c) 107 ◦C
9. a) Ro = 3,91mΩ e B = 3944 K b)1312 Ω c) −389 (Ω/K) (gelo) e −4,34 (Ω/K)
(vapor)