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COLÉGIO ESTADUAL PROFESSOR MANTOVANI PROFESSORA: LURDES BUSATTO DEBASTIANI DISCIPLINA: FÍSICA TURMAS: 21A| 21B | 21C | 21D REFERENTE AS AULAS DO PERÍODO DE 09/06/21 à 18/06/21 ATIVIDADE N0 12- TERMOLOGIA- ESCALAS TERMOMÉTRICAS Essa atividade é referente à 3 períodos. 10 período: *Aula no meet ou presencial- Explicação do conteúdo 2º período: Ler o conteúdo abaixo e assistir o vídeo no youtube 3º período: Resolver a lista de exercícios abaixo, tirar xerox ou copiar as questões e enviá-los resolvidos via PDF ou Doc, através da conta educar.rs.gov.br . Termologia Termologia (termo = calor, logia = estudo) é a parte da Física encarregada de estudar o calor e seus efeitos sobre a matéria. A termologia está intimamente ligada à energia térmica, estudando a transmissão dessa energia e os efeitos produzidos por ela quando é fornecida ou retirada de um corpo. Temperatura é a grandeza que mede o estado de agitação das moléculas. Quanto mais quente estiver uma matéria, mais agitadas estarão suas moléculas. Assim, a temperatura é o fator que mede a agitação dessas moléculas, determinando se uma matéria está quente, fria, etc. Calor é a energia que flui de um corpo com maior temperatura para outro de menor temperatura, ou seja, é a energia térmica em trânsito. Equilíbrio térmico é o estado em que a temperatura de dois ou mais corpos são iguais. Assim, quando um corpo está em equilíbrio térmico em relação a outro, cessam os fluxos de troca de calor entre eles. Ex.: Quando uma xícara de café é deixada por certo tempo sobre uma mesa, ela esfriará até entrar em equilíbrio térmico com o ambiente em que está. Escalas Termométricas 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. Há vários tipos de escalas: 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). Esta escala tem como referência a temperatura do menor estado de agitação de qualquer molécula (0 K) e é calculada a partir da escala Celsius. Não possui temperaturas negativas. Por convenção, não se usa "grau" para esta escala, ou seja 0 K, lê-se zero kelvin e não zero grau kelvin. Em comparação com a escala Celsius: -273 °C = 0 K 0 °C = 273 K 100 °C = 373 K Relação entre as escalas termométricas Para determinarmos uma equação de conversão entre as escalas, devemos estabelecer a proporção entre uma e outra. A relação entre as três escalas mais conhecidas é: CONVERSÃO CELSIUS/KELVIN Para traduzir uma temperatura de Celsius (C) em Kelvin (T) basta acrescentar 273 a mesma, e, no caso contrário, para converter-se para Celsius uma temperatura expressa em Kelvin, basta subtrair 273. Podemos traduzir isso pela fórmula : T = C + 273 C = T – 273 Exemplo: O valor correspondente a temperatura de 227 K, na escala Celsius, é: CONVERSÃO CELSIUS/FAHRENHEIT: C = F-32 5 9 Exemplo: Numa das regiões mais frias do mundo, o termômetro indica – 76 °F. Qual será o valor dessa temperatura na escala Celsius? CONVERSÃO KELVIN/FAHRENHEIT F-32 = T-273 9 5 Exemplo: Determine a temperatura -76 ºF na escala kelvin. Variação de temperatura em escalas termométricas É importante notar a diferença da medição de uma temperatura e a medição da variação da temperatura, podemos notar que as escalas Celsius e Kelvin possuem a mesma variação de temperatura 100ºC, observe: Variação da Escala Celsius: Variação da Escala Kelvin: OBS: Basta notar que as duas escalas são divididas em 100 partes, portanto uma certa variação de temperatura na escala Celsius será igual à variação na escala Kelvin. Já a Escala Fahrenheit é dividida em 180 partes e não corresponde a mesma variação nas outras duas escalas: Relação de Conversão de Variações: Para entender melhor façamos um exemplo. Uma variação de 200 C corresponde a uma variação de quanto nas escalas Celsius e Kelvin Dados: EXEMPLOS RESOLVIDOS 1-Transformando a temperatura de 25 ºC para a escala Fahrenheit e, em seguida, convertendo-a para escala Kelvin, quais as temperaturas registradas nas respectivas escalas? Celsius para Fahrenheit. Fahrenheit para Kelvin. 2-Comparando as medidas de temperatura nas escalas Celsius e Fahrenheit observa-se que enquanto na primeira escala a temperatura de ebulição da água é de 100 ºC, na segunda escala a água passa para o estado gasoso em 212 ºF. Já a fusão da água ocorre em 0 ºC e a respectiva temperatura na outra escala é 32 ºF.Observe o gráfico e determine a temperatura que pode ser marcada pelo mesmo número nas duas escalas. 3-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: Primeiro precisamos saber qual foi a variação na escala Celsius. Esse valor é obtido através da diferença entre o valor final e o valor inicial: ΔC = C2 - C1 ΔC = 80-25 ΔC = 55 °C Quando a temperatura varia 1° na escala Celsius, ela sofre a mesma variação na escala Kelvin. Portanto, se a variação foi de 55° na escala Celsius, também foi de 55 em na escala Kelvin. Na escala Fahrenheit, essa mesma variação é dada por: C = F 5 9 Substituindo C por 55, temos: 55 = F 5 9 11 = F 9 F = 9.11 F = 99 °F Exercícios: OBS: Para facilitar a resolução desses exercícios não deixe de ver o vídeo. 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. Que valor ele havia observado no painel? 1130 F 2-Um turista brasileiro, ao descer no aeroporto de Chicago (EUA), observou um termômetro marcando a temperatura local (68 °F). Fazendo algumas contas, ele verificou que essa temperatura era igual à de São Paulo, quando embarcara. Qual era a temperatura de São Paulo, em graus Celsius, no momento do embarque do turista? 20°C 3-Um astrônomo analisa um buraco negro no espaço. Após muitos estudos ele chegou a conclusão que este corpo celeste tinha temperatura de 10K. Qual a temperatura do buraco negroem escala Celsius? - 263°C 4-Um estudante de física criou uma escala (°X), comparada com a escala Celsius ele obteve o seguinte gráfico: a. Qual a equação de conversão entre as duas escalas? b. Qual a temperatura do corpo humano (37°C) nesta escala? 19,2 ºX 5-Um termômetro foi graduado segundo uma escala arbitrária X, de tal forma que as temperaturas 10ºX e 80ºX correspondem a 0ºC e 100ºC, respectivamente. A temperatura em X que corresponde a 50ºC é: a) 40ºX b) 45ºX c) 50ºX d) 55ºX e) 60ºX 6-Dois termômetros, um graduado na escala Celsius e outro, na escala Fahrenheit, são mergulhados em um mesmo líquido. A leitura em Fahrenheit supera em 100 unidades a leitura em Celsius. Qual era a temperatura desse líquido? 185 °F 7- Numa escala de temperaturas A, o ponto do gelo equivale a –10 °A e o do vapor, a +40 °A. Se uma temperatura for indicada num termômetro em Celsius pelo valor 2 °C, que valor será indicado por outro termômetro na escala A? -9 °A 8-Lendo um jornal brasileiro, um estudante encontrou a seguinte notícia: “Devido ao fenômeno El Niño, o verão no Brasil foi mais quente do que costuma ser, ocorrendo em alguns locais variações de até 20 °C em um mesmo dia”. Se essa notícia fosse vertida para o inglês, a variação de temperatura deveria ser dada na escala Fahrenheit. Que valor iria substituir a variação de 20 °C? 36°F 9-Ao nível do mar, um termômetro de gás a volume constante indica as pressões correspondentes a 80 cm Hg e 160 cm Hg, respectivamente, para as temperaturas do gelo fundente e da água em ebulição. À temperatura de 20 °C, qual é a pressão indicada por ele? 96 cm Hg 10-A menor temperatura até hoje registrada na superfície da Terra ocorreu em 21 de julho de 1983 na estação russa de Vostok, na Antártida, e seu valor foi de –89,2 °C. Na escala Kelvin, que valor essa temperatura assumiria? 183,8 K
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