Termometria

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Termometria

  1. 1. NOÇÕES TERMOLOGIA TERMOMETRIA “Agitação molecular e temperatura, a associação quente!” “Equilíbrio térmico <=> temperaturas iguais” A termometria estuda as maneiras de medir a temperatura dos objetos e as relações entre as escalas de temperatura. TEMPERATURA TERMÔMETRO. São instrumentos usados para medir a temperatura dos objetos. O termômetro mais comum consiste em um capilar de vidro, adaptado a um pequeno bulbo, também de vidro, contendo o metal mercúrio no estado líquido. A temperatura é a grandeza que nos permite avaliar o grau de agitação molecular dos corpos Maior grau de agitação molecular => maior temperatura Menor grau de agitação molecular => menor temperatura Podemos dizer que a temperatura e uma grandeza que nos permite dizer se dois ou mais sistemas estão ou não em equilíbrio térmico. A cada temperatura T corresponde uma altura h. GRADUAÇÃO DE UM TERMÔMETRO EQUILÍBRIO TÉRMICO Dois ou mais copos em equilíbrio térmico apresentam a mesma temperatura. Corpos que não estão em equilíbrio térmico apresentam temperaturas diferentes. PRINCÍPIO ZERO DA TERMODINÂMICA Se dois corpos, A e B estiverem em equilíbrio térmico com um terceiro corpo, C, então A e B tamb ém estão em equilíbrio térmico entre si. Física : 2º ano Na graduação de um termômetro, costuma-se atribuir pontos de referência para as temperaturas, que correspondem a estados térmicos bem determinados e de fácil obtenção na prática: são os chamados pontos fixos. Os dois pontos fixos mais utilizados na construção de escalas de temperatura são: o ponto do gelo e o ponto do vapor, os quais definimos abaixo: Ponto de gelo (Primeiro ponto fixo)  fusão do gelo sob pressão normal (PG). Ponto de vapor (Segundo ponto fixo)  ebulição da água sob pressão normal (PV). Termologia: Escalas termométricas Prof. Jaelson Moraes e Prof. Cleison
  2. 2. A ilustração abaixo mostra o ponto de gelo e ponto de vapor em um termômetro: Relação entre as escalas termométricas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. QUESTÕES TEÓRICAS Ponto de gelo (Primeiro ponto fixo) Ponto de vapor (Segundo ponto fixo) ESCALAS TERMOMÉTRICAS Estudaremos as escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin, descritas abaixo. A escala Celsius defini como ponto de gelo a medida de temperatura igual a 0º C e ponto de vapor 100º C. A escala Fahrenheit defini como ponto de gelo a medida de temperatura igual a 32º F e ponto de vapor 212º F. 1. Como definimos temperatura de um corpo em nível microscópico? 2. Quando dois ou mais corpos atingem o equilíbrio térmico? 3. Duas esferas A e B encontram-se um em sistema termicamente isolado, em equilíbrio térmico. Coloca-se uma terceira esfera C e, após algum tempo, as esferas A e C apresentam a mesma temperatura. O que podemos concluir sobre as temperaturas das esferas B e C? 4. Quais são os pontos fixos das escalas Celsius e Fahrenheit? A escala Kelvin, também chamada de Escala absoluta, defini como ponto de gelo a medida de temperatura igual a 273 K e ponto de vapor 373 K. EXERCÍCIOS É possível relacionar as temperaturas medidas em uma escala com seus correspondentes valores em outra. Isto é feito por meio da relação entre escalas termométricas, que estudaremos a seguir. 2. Transformar 41ºF em grau Celsius. 1. Transformar 20ºC em grau Fahrenheit. 3. Transformar 27ºC em Kelvin. 4. Transformar 50K em Celsius. RELAÇÃO ENTRE ESCALAS TERMOMÉTRICAS Como as escalas possuem valores distintos para os pontos de gelo e de vapor, percebemos, na ilustração abaixo que é possível relacionar uma com a outra por meio de uma igualdade, conforme mostramos a seguir. 5. Dois termômetros, um graduado na escala Celsius e o outro na escala Fahrenheit, fornecem a mesma leitura para a temperatura de um gás. Determine o valor dessa temperatura. (R = - 40º C) 6. Uma temperatura na escala Fahrenheit é indicada por um número que é o dobro daquele pelo qual ela é representada na escala Celsius. Esta temperatura é: (R : a) a) 160ºC b) 148ºC c) 140ºC d) 130ºC Física : 2º ano Termologia: Escalas termométricas e) 120ºC Prof. Jaelson Moraes e Prof. Cleison
  3. 3. 7. Certa escala termométrica adota os valores – 20 e 580, respectivamente, para os pontos do gelo e do vapor. Determine a indicação que nessa escala corresponde a 20 ºC. (R: 140) 8. Uma escala arbitrária adota os valores 5 e 365 para os pontos fixos fundamentais ( ponto do gelo e ponto do vapor, respectivamente ). Determine que indicação nessa escala corresponde a temperatura de 0 0 F. (R: - 59 ) 9. Uma escala arbitrária adota os valores 5 e 365 para os pontos fixos fundamentais ( ponto do gelo e ponto do vapor, respectivamente ). Determine que indicação nessa escala corresponde a temperatura de 30 0 F. (R: 1) 14. Quando uma enfermeira coloca um termômetro clínico de mercúrio sob a língua de um paciente, por exemplo, ela sempre aguarda algum tempo antes de fazer a sua leitura. Esse intervalo de tempo é necessário: (R: a) a) para que o termômetro entre em equilíbrio térmico com o corpo do paciente. b) para que o mercúrio, que é muito pesado, possa subir pelo tubo capilar. c) para que o mercúrio passe pelo estrangulamento do tubo capilar. d) devido à diferença entre os valores do calor específico do mercúrio e do corpo humano. e) porque o coeficiente de dilatação do vidro é diferente do coeficiente de dilatação do mercúrio. VARIAÇÃO DE TEMPERATURA 10. Um termômetro defeituoso está graduado na escala Fahrenheit, indicando 30 ºF para o ponto de gelo e 214 ºF para o ponto de vapor. Neste termômetro a única temperatura medida corretamente corresponde a: (R: e) a) 0 ºC b) 30 ºC c) 40 ºC d) 50 ºC e) 122 ºC 11. (Cesgranrio 93) Qualquer indicação na escala absoluta de temperaturas é: a) sempre inferior ao zero absoluto. b) sempre igual ao zero absoluto. c) nunca superior ao zero absoluto. d) sempre superior ao zero absoluto. e) sempre negativa. (R: d) 12. (Unaerp 96) Com respeito à temperatura, assinale a afirmativa mais correta: (R: b) a) A escala Celsius é utilizada em todos os países do mundo e é uma escala absoluta. A escala Kelvin só é usada em alguns países por isso é relativa. b) A Kelvin é uma escala absoluta, pois trata do estado de agitação das moléculas, e é usada em quase todos os países do mundo. c) A escala Celsius é uma escala relativa e representa, realmente, a agitação das moléculas. d) As escalas Celsius e Kelvin referem-se ao mesmo tipo de medida e só diferem de um valor constante e igual a 273. e) A escala Celsius é relativa ao ponto de fusão do gelo e de vapor da água e o intervalo é dividido em noventa e nove partes iguais. 13. (Pucpr) Um menino inglês mediu sua temperatura com um termômetro graduado na escala Fahrenheit e encontrou 96,8°F. Esse menino está: (R: e) a) com temperatura de 38°C. b) com temperatura de 34,6°C. c) com febre alta, mais de 29°C. d) com temperatura menor que 36°C. e) com a temperatura normal de 36°C. Física : 2º ano Consideremos que a temperatura de um sistema varie de um valor inicial t1 para um valor final t2 num dado intervalo de tempo. A variação de temperatura t é dada pela diferença entre o valor final t2 e o valor inicial t1 : t  t 2  t1 Fórmulas que relacionam variações de temperaturas entre as escalas termométricas. t c t f  5 9 t f 9  t k 5 tc  tk EXERCÍCIOS 1. Em certo dia, na cidade de Salvador, o serviço de meteorologia anunciou uma temperatura máxima de 40 oC e mínima de 25 oC. ( Considerar que a mínima ocorreu antes da máxima) a) Qual a variação de temperatura na escala Celsius? b) Qual o valor dessa variação de temperatura expressa na escala Fahrenheit? 2. Um sistema inicialmente na temperatura de 20 oC sofre uma variação de temperatura de –35 oC. Determine: a) a temperatura final do sistema, na escala Celsius. b) a variação de temperatura do sistema expressa na escala Fahrenheit. c) a temperatura final do sistema, na escala Fahrenheit. Termologia: Escalas termométricas Prof. Jaelson Moraes e Prof. Cleison

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