Tcnico Integrado Mdulo: 3 Manh Fsica 3 Termometria Prof. Viriato Guia de Estudos 4 Termometria Guia 3 1.Introduo:Termologiaoramodafsicaemqueso estudadososfenmenosrelacionadosespecifi-camente com a energia trmica. So investigados os processos e mtodos de medio datemperatura,asdiversasformaseprocessosde transferncia de calor e efeitos do calor sobre as pro-priedades mecnicas dos corpos. Energia Trmica a energia cintica associ-ada s agitaes das partculas constituintes de um sistema. Caloraenergiatrmicaemtrnsitoque pode transferir-se de um corpo para outro. Por volta do sculo XVIII, alguns estudiosos ideali-zaram um modelo para a representao das partculas componentes de um corpo. Nesse modelo, as partcu-las constituintes de um corpo slido so representadas por pequenas esferas, ligadas entre si por molas.

Temperatura(dopontodevistamicrosc-pico)onmeroquemedeograudeagitao das partculas de um corpo. Macroscopicamente estrelacionadasensaodequenteoufrio, aumento da altura da coluna de mercrio de um termmetro, variao da cor de um corpo etc. 2. Termometria: Termmetro um dispositivo utilizado para me-dir temperatura. Grandezatermomtricaaquevariacoma temperatura. Por exemplo, a altura da coluna de mercrio,acordeumslido,apressodeum gs, resistncia de um condutor etc. Substncia termomtrica a substncia usada pelo termmetro. Por exemplo: lcool, mercrio etc. Equao termomtrica a correspondncia queexisteentreagrandezatermomtricax qualquer e a temperatura u a ela associada. b a G + u = Sendoagrandezatermomtricaaalturadeumacolu-na de mercrio, a equao termomtrica ser: b a h + u = Escalas termomtricas Chamamos a um conjunto de valores de temperaturascorrespondentesacertosestados trmicospreestabelecidos,denominadospontos fixos da escala. Esses estados trmicos so, em geral,sobpressonormal,opontodefusodo gelo e o de ebulio da gua. Nota:Em1954,foideterminadopelosrepresentantesda comunidade cientfica o uso de apenas um ponto fixo: Opontotriplodagua(temperaturaemqueagua seapresenta,emequilbrio,nostrsestadosfsicos: slido, lquido e vapor). Frmula de converso entre as escalas: Celsi-us, Fahrenheit e Kelvin. Para o primeiro ponto fixo foram atribudos os valores: 0, 32 e 273 para as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, respectivamente. Para o segundo ponto fixo foram atribudos os valores: 100, 212 e 373 para as escalas Cel-sius, Fahrenheit e Kelvin, respectivamente. Fazendo a proporo entre as variaes de tempera-tura, temos: 273 37327332 212320 1000== TF Cu u

10027318032100== TF Cu u 52739325==TF Cu u A equao dada acima permite descobrir o nmero da temperatura de uma escala, a partir do nmero da mesma temperatura em outra escala. Teoricamentenoexistelimitesuperiorparaatempe-ratura, isto , no podemos definir qual a temperatura mais alta possvel. A temperatura no interior das estre-laspodeatingirtrilhesdegraus.Contudopossvel demonstrarqueexisteumlimiteinferior,isto,existe um estado trmico mais frio que qualquer outro. A esse limiteinferiordetemperaturadamosonomezeroab-soluto.AescalaKelvintambmchamadade escala absoluta de temperatura. Termmetro de mercrio Substncia termomtrica = Mercrio Grandeza termomtrica= Altura da coluna Anotaes IFPETERMOMETRIAProf. Viriato Termometria Guia 4 2 Apartirdomesmoraciocniousadoacima,arelao entre a variao de temperatura e as escalas termom-tricas. 5 9 5TF CA=A=A u u EXERCCIOS GERAIS 01.Analise as proposies: I II 00 O calor flui do corpo de maior quantidade de ca-lor para o de menor quantidade de calor. 11Doiscorposemequilbriotrmicoumcomo outroesto,tambm,emequilbriotrmico com qualquer terceiro corpo. 22Atemperaturadeumgsumaindicaodo estado de agitao de suas molculas. 33Calor energia em trnsito entre corpos a tem-peraturas diferentes. 44Osentidodatransmissodecalorentredois corpos depende de suas densidades. 02.(FATECSP)Caloraenergiaquesetransferede umcorpoparaoutroemdeterminadacondio.Para esta transferncia de energia, necessrio que: a)Entre os dois corpos exista vcuo; b)Entreosdoiscorposexistacontatomecnicorgi-do; c)Entre os corpos exista ar ou um gs qualquer; d)Entre os corpos exista uma diferena de temperatu-ra. 03.Num termmetro de tubo de vidro, a coluna de merc-rio tem altura de 2 cm no ponto do gelo e altura 22 cm no ponto do vapor. a)Determineafunotermomtricadestetermme-tro para a escala Celsius. b)Qual a temperatura, em C, correspondente a uma altura igual a 15 cm? c)Qual a altura dacolunademercrio,emcm,cor-respondente temperatura de 80 C? 04.Um termmetro eltrico tem sua resistncia eltrica R variandolinearmenteemfunodatemperatura.No ponto do gelo a resistncia eltrica tem valor 250 O e no ponto do vapor 750 O. a)Qualafunotermomtricadestetermmetro na escala Celsius? b)Para uma resistncia eltrica de 400 O, qual ser a temperatura indicada pelo termmetro? 05.Complete a tabela abaixo com as temperaturas corres-pondentes nas escalas Celsius e Fahrenheit. 06.Uma escala arbitrria de temperaturas adota os valores 20 X no ponto do gelo e 180 X no ponto do vapor. Determine: a)a relao de converso entre as escalas X e Celsi-us; b)a temperatura, em X, correspondente a 60 C. 07.(Vunesp SP) Smem bovino para inseminao artifi-cial conservado em nitrognio lquido que, presso normal, tem temperatura de 78 K. Calcule essa tempe-ratura em: a)graus Celsius (C); b)graus Fahrenheit (F). 08.A temperatura de um ser humano pode variar no inter-valode35Ca42C.Expresseessavariaode temperatura : a)em graus Fahrenheit; b)em Kelvin. 09.(UFAC) A temperatura de um paciente 104 F; a sua temperatura na escala Celsius ser de: a) 62 Cb) 40 Cc) 35 C d) 27 Ce) 25 C 10.(FaapSP)NumpasdaAmrica Central,osterm-metrosmarcaramaproximadamente95F,numde-terminadodia.NaescalaCelsiusestatemperatura corresponderia a: a)33 C b) 31 C c) 35 C d) 37 C e) 39 C 11.(UEBA) Estando nos EUA, uma pessoa foi informada de que a temperatura local era de 47 F. Qual o valor correspondente na escala Celsius? a) 20 C b) 8,3 C c) 8,3 C d) 20 C e) 0 C 12.(MackenzieSP)Certodia, numalocalidadedopla-neta, foi registrada uma temperatura cuja indicao na escalaCelsiuscorrespondiaa1/3darespectivaindi-cao na escala Fahrenheit. Tal temperatura foi: a) 26,7 Fb) 41,8 Cc) 41,8 F d) 80 Ce) 80 F 13.(PUC PR) Dois termmetros graduados em Celsius e Fahrenheitmedemsimultaneamenteatemperaturade um vaso com gua quente. Se os termmetros acusam uma diferena de 50 C na leitura, qual a temperatura, em C, da gua? a) 20 Cb) 22,5 C c) 25 Cd) 27,5 C e) 30 C 14.(U.E.LondrinaPR)Umaescaladetemperatura arbitrriaXestrelacionadacomaescalaCelsius, conformeogrficoabaixo.Astemperaturasdefuso do gelo e ebulio da gua, sob presso normal, na es-cala X so, respectivamente: a)60 e 250 b)100 e 200 c)150 e 350 d)160 e 400 e)200 e 300 uC 30150 uF 68104 IFPETERMOMETRIAProf. Viriato Termometria Guia 4 3 15.(MackezieSP)Aonveldomar,mediantedoister-mmetros,umgraduadonaescalaCelsiuseoutrona escala Fahrenheit, determinamos a temperatura de cer-ta massa de gua lquida. A diferena entre as leituras dos dois termmetros 100. A temperatura dessa mas-sa de gua na escala Kelvin : a) 85 Kb) 108 K c) 273 Kd) 358 Ke) 438 K 16.(ITA SP) O vero de 1994 foi particularmente quen-tenosEUA.Adiferenaentrea mximatemperatura do vero e a mnima do inverno anterior foi de 60 C. Qual o valor desta diferena na escala Fahrenheit? a) 108 F b) 60 F c) 140 F d) 33 F e) 92 F 17.(U.F.UberlndiaMG)Atemperaturanormaldo corpohumano,emmdia,de36C.Seumapessoa est com 39 C, qual a sua variao de temperatura na escala Kelvin? a) 348 K b) 312 K c) 234 K d) 39 K e) 3 K 18.(UFPB)Umadeterminadacermicanoapresenta qualquerpropriedadenotveltemperaturaambiente (20 C). Entretanto, quando sua temperatura sofre uma reduo de 200 K, exibe o extraordinrio fenmeno da supercondutividade.Essareduo,emgrauscentgra-dos, corresponde a: a) 23 b) 73 c) 200 d) 53 e) 453 19.(MACKSP)Umtermmetroregularencontra-se primeiramenteemequilbriotrmicocomogelofun-dentesobpressonormaledepoisemequilbriotr-micocomvapordeguasobpressonormal.Nopri-meirocaso,acolunademercriotemalturahe,no segundo,temaltura9h/2.Quandoessetermmetro marcar50 C, determine a altura da coluna de merc-rio. 20.Odiagramamostraarelaoentreduasescalaster-momtricas A e B. Determine a funo uA = f(uB). 21.(PUCCAMP SP) Dois termmetros, um Celsius correto e um Fahrenheit incorreto, so colocados dentrodeummesmolquido.Seotermmetro Celsius acusar 40 C e o Fahrenheit 109,2 F, o erropercentualcometidonamedidapelo termmetro Fahrenheit de: a) 5,0%. b) 5,2%. c) 8,4%. d) 72%. e) 104%. 22.Amenortemperaturaathojeregistradanasu-perfciedaTerraocorreuem21dejunhode 1983 na estao russa de Vostok, na Antrtida, e seuvalorfoide89C.NaescalaKelvin,que valor essa temperatura assumiria? 23.UmprofessordeFsicainventouumaescala termomtricaquechamoudeescalaX.Compa-rando-a com a escala Celsius, ele observou que 4 X correspondiam a 20 C, e 44 X equivaliam a80C.QuevaloresessaescalaXassinalaria para os pontos fixos fundamentais? Gabarito: 01.FFVVF 02.d 03. a) u = 5h 10(C, cm) b) u = 65 C c) h = 18 cm 04. a)) , (5250O = CRub) 30 C 05.20 C; 86 F; 40 C; 302 F06.a) 220 +=XCuub) uX = 100 C 07.a) 195 C; b) 319 C 08.a) 12,6 F b) 7 K 09.b 10.c 11.b 12.e 13.b 14.C 15.d 16.A 17.e 18.c 19.11h/4 20.uA = 2uB +20. 21.b. 22.184. 23.20Xe 60 X..