Prévia do material em texto
TEOREMA MILITAR LISTA 2- TERMOMETRIA PROF. IGOR FERREIRA 1. (S1 - ifsul 2020) João, buscando aprimorar seus conhecimentos em língua inglesa, resolveu fazer um intercambio nos Estados Unidos da América. Pesquisando sobre a cultura do país, tomou conhecimento de que a escala Fahrenheit é muito utilizada. Assim, ficou curioso para saber detalhes a respeito dessa escala de temperatura e listou, na tabela abaixo, algumas informações que poderiam ser importantes em sua estadia fora do Brasil. Temperatura em C Temperatura em F Ponto de ebulição da água 100 212 Temperatura média normal do corpo humano 37 X Nível de temperatura confortável 20 Y Ponto de congelamento da água 0 32 Zero da escala Farenheit Aproximadamente Z 0 Considerando que a tabela montada por João refere-se a valores de temperatura relacionados à pressão igual a 1atm, os valores de X, Y e Z, valem, a) X 98,6; Y 68; Z 17,8= = = − b) X 66,6; Y 36; Z 2,22= = = c) X 66,6; Y 68; Z 17,8= = = − d) X 98,6; Y 36; Z 2,22= = = 2. (G1 - ifce 2020) O Sol é o objeto mais proeminente em nosso sistema solar. É o maior objeto e contém aproximadamente 98% da massa total do sistema solar. A camada externa visível do Sol é chamada fotosfera e tem uma temperatura de 6.000 C. Esta camada tem uma aparência turbulenta devido às erupções energéticas que lá ocorrem. Lendo o texto acima, um estudante norte-americano que resolve calcular a temperatura da superfície solar na escala Fahrenheit obterá o valor a) 10.632. b) 10.800. c) 10.816. d) 10.732. e) 10.832. 3. (Ufjf-pism 2 2020) Em uma aula sobre escalas de temperatura, termômetros sem escala foram fornecidos aos alunos de dois grupos, A e B, para que criassem suas próprias escalas lineares. Ambos os grupos tomaram como pontos fixos a fusão do gelo e a ebulição da água. Para a fusão do gelo, o grupo A atribuiu o valor 0, e o grupo B atribuiu o valor 10. Para a ebulição da água, o grupo A atribuiu o valor 100, e o grupo B atribuiu o valor 30. Se a temperatura para o grupo A é representada por AT , e para o grupo B ela é representada por BT , qual é a relação termométrica entre estas duas escalas? a) A BT 100T 20= + b) A BT 20T 200= − c) A BT 5T= d) A BT 100T 20= − e) A BT 5T 50= − 4. (Fac. Albert Einstein - Medicin 2020) O gráfico mostra a relação entre as temperaturas de um mesmo corpo, lidas nas escalas Fahrenheit F( )θ e Celsius C( ).θ Assim, sabendo que a temperatura média na superfície de Titã é de aproximadamente 180 C,− essa temperatura, expressa na escala Fahrenheit, corresponde a a) 102 F.− b) 68 F.− c) 292 F.− d) 324 F.− e) 412 F.− TEOREMA MILITAR LISTA 2- TERMOMETRIA PROF. IGOR FERREIRA 5. (Mackenzie 2019) SONHOS SOB CHAMAS Na madrugada da sexta feira do dia 08 de fevereiro de 2019, dez sonhos deixaram de existir sob as chamas do Ninho do Urubu, centro de treinamento do Clube de Regatas do Flamengo, no Rio de Janeiro. Eram adolescentes, aspirantes a craques de futebol, que dormiam no alojamento do clube e foram surpreendidos pelas chamas advindas do aparelho de ar condicionado que, em poucos minutos, fizeram a temperatura local atingir valores insuportáveis ao ser humano. Essa temperatura na escala Celsius tem a sua correspondente na escala Fahrenheit valendo o seu dobro, adicionado de catorze unidades. Com bases nos dados fornecidos, é correto afirmar que o valor absoluto da temperatura citada vale a) 162 b) 194 c) 273 d) 363 e) 294 6. (G1 - ifce 2019) Um termômetro com defeito está graduado na escala Fahrenheit, indicando 30 F para o ponto de fusão do gelo e 214 F para o ponto de ebulição da água. A única temperatura neste termômetro medida corretamente na escala Celsius é a) 158. b) 86. c) 122. d) 50. e) 194. 7. (Imed 2015) Uma temperatura é tal que 18 (dezoito) vezes o seu valor na escala Celsius é igual a 10− (menos dez) vezes o seu valor na escala Fahrenheit. Determine essa temperatura. a) 8 F. b) 16 F. c) 32 F. d) 64 F. e) 128 F. 8. (Ufjf-pism 2 2015) Um professor de Física encontrou dois termômetros em um antigo laboratório de ensino. Os termômetros tinham somente indicações para o ponto de fusão do gelo e de ebulição da água. Além disso, na parte superior de um termômetro, estava escrito o símbolo C e, no outro termômetro, o símbolo F. Com ajuda de uma régua, o professor verificou que a separação entre o ponto de fusão do gelo e de ebulição da água dos dois termômetros era de 20,0 cm, conforme a figura abaixo. Com base nessas informações e na figura apresentada, podemos afirmar que, a 5,0 cm, do ponto de fusão do gelo, os termômetros registram temperaturas iguais a: a) 25 C e 77 F. b) 20 C e 40 F. c) 20 C e 45 F. d) 25 C e 45 F. e) 25 C e 53 F. 9. (G1 - ifce 2019) Uma temperatura na escala Fahrenheit é expressa por um número que é o triplo do correspondente na escala Celsius. Essa temperatura na escala Fahrenheit é a) 20. b) 60. c) 40. d) 80. e) 100. TEOREMA MILITAR LISTA 2- TERMOMETRIA PROF. IGOR FERREIRA 10. (G1 - utfpr 2018) Sobre escalas termométricas, considere as seguintes afirmações: I. A temperatura normal do corpo humano é 36,5 C. Na escala Fahrenheit, essa temperatura corresponde a um valor maior do que 100 F. II. Na escala Kelvin, todas as temperaturas são representadas por valores positivos. III. A temperatura de 0 C na escala Kelvin corresponde a 300 K. Está(ão) correta(s) apenas: a) I. b) I e II. c) II. d) II e III. e) III. 11. (G1 - ifsul 2018) Num recipiente com água, dois termômetros determinam, simultaneamente, a temperatura, sendo um deles graduado em graus Fahrenheit e o outro em graus Celsius. A diferença entre as leituras dos dois termômetros é 100,0. Com base nas informações fornecidas, é correto afirmar que a temperatura da água contida no recipiente, em graus Fahrenheit, é a) 85,0 b) 185,0 c) 100,0 d) 180,0 12. (Mackenzie 2017) Uma escala termométrica A adota para a temperatura da água em ebulição à pressão normal, de 70 A, e para a temperatura de fusão do gelo à pressão normal, de 20 A. Outra escala termométrica B adota para a temperatura da água em ebulição à pressão normal, de 90 B, e para a temperatura de fusão do gelo à pressão normal, de 10 B. A expressão que relaciona a temperatura das escalas AA( )θ e BB( )θ é a) B A2,6 42θ θ= − b) B A2,6 22θ θ= − c) B A1,6 22θ θ= − d) A B1,6 22θ θ= + e) A B1,6 42θ θ= + 13. (G1 - ifpe 2017) Pernambuco registrou, em 2015, um recorde na temperatura após dezessete anos. O estado atingiu a média máxima de 31 C, segundo a Agência Pernambucana de Águas e Clima (APAC). A falta de chuvas desse ano só foi pior em 1998 – quando foi registrada a pior seca dos últimos 50 anos, provocada pelo fenômeno “El Niño”, que reduziu a níveis críticos os reservatórios e impôs o racionamento de água. Novembro foi o mês mais quente de 2015, aponta a APAC. Dos municípios que atingiram as temperaturas mais altas esse ano, Águas Belas, no Agreste, aparece em primeiro lugar com média máxima de 42 C (Fonte: g1.com.br). Utilizando o quadro abaixo, que relaciona as temperaturas em C (graus Celsius), F (Fahrenheit) e K (Kelvin), podemos mostrar que as temperaturas médias máximas, expressas em K, para Pernambuco e para Águas Belas, ambas em 2015, foram, respectivamente, a) 300 e317. b) 273 e 373. c) 304 e 315. d) 242 e 232. e) 254 e 302. 14. (Ucs 2016) Uma sonda espacial está se aproximando do Sol para efetuar pesquisas. A exatos 6.000.000 km do centro do Sol, a temperatura média da sonda é de 1.000 C. Suponha que tal temperatura média aumente 1 C a cada 1.500 km aproximados na direção ao centro do Sol. Qual a distância máxima que a sonda, cujo ponto de fusão (para a pressão nas condições que ela se encontra) é 1.773 K, poderia se aproximar do Sol, sem derreter? Considere 0 C 273 K = e, para fins de simplificação, que o material no ponto de fusão não derreta. a) 5.600.000 km b) 5.250.000 km c) 4.873.000 km d) 4.357.000 km e) 4.000.000 km TEOREMA MILITAR LISTA 2- TERMOMETRIA PROF. IGOR FERREIRA 15. (Eear 2019) Roberto, empolgado com as aulas de Física, decide construir um termômetro que trabalhe com uma escala escolhida por ele, a qual chamou de escala R. Para tanto, definiu 20 R− como ponto de fusão do gelo e 80 R como temperatura de ebulição da água, sendo estes os pontos fixos desta escala. Sendo R a temperatura na escala criada por Roberto e C a temperatura na escala Celsius, e considerando que o experimento seja realizado ao nível do mar, a expressão que relaciona corretamente as duas escalas será: a) C R 20= − b) C R 20= + c) R 20 C 2 + = d) R 20 C 2 − = 16. (Epcar (Afa) 2013) Dois termômetros idênticos, cuja substância termométrica é o álcool etílico, um deles graduado na escala Celsius e o outro graduado na escala Fahrenheit, estão sendo usados simultaneamente por um aluno para medir a temperatura de um mesmo sistema físico no laboratório de sua escola. Nessas condições, pode-se afirmar corretamente que a) os dois termômetros nunca registrarão valores numéricos iguais. b) a unidade de medida do termômetro graduado na escala Celsius é 1,8 vezes maior que a da escala Fahrenheit. c) a altura da coluna líquida será igual nos dois termômetros, porém com valores numéricos sempre diferentes. d) a altura da coluna líquida será diferente nos dois termômetros. 17. (Ime 2013) Em um experimento existem três recipientes E1, E2 e E3. Um termômetro graduado numa escala X assinala 10°X quando imerso no recipiente E1, contendo uma massa M1 de água a 41°F. O termômetro, quando imerso no recipiente E2 contendo uma massa M2 de água a 293 K, assinala 19°X. No recipiente E3 existe inicialmente uma massa de água M3 a 10°C. As massas de água M1 e M2, dos recipientes E1 e E2, são transferidas para o recipiente E3 e, no equilíbrio, a temperatura assinalada pelo termômetro é de 13°X. Considerando que existe somente troca de calor entre as massas de água, a razão 1 2 M M é: a) 3 2 M 2 0,2 M + b) 2 c) 3 2 M 1 M + d) 0,5 e) 3 2 M 0,5 2 M − 18. (Espcex (Aman) 2013) Um termômetro digital, localizado em uma praça da Inglaterra, marca a temperatura de 10,4 F. Essa temperatura, na escala Celsius, corresponde a a) –5 °C b) –10 °C c) –12 °C d) –27 °C e) –39 °C 19. (Ita 2001) Para medir a febre de pacientes, um estudante de medicina criou sua própria escala linear de temperaturas. Nessa nova escala, os valores de 0 (zero) e 10 (dez) correspondem respectivamente a 37°C e 40°C. A temperatura de mesmo valor numérico em ambas escalas é aproximadamente a) 52,9°C. b) 28,5°C. c) 74,3°C. d) -8,5°C. e) -28,5°C. 20. (Ita 1995) O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima no inverno anterior foi de 60 °C. Qual o valor dessa diferença na escala Fahrenheit? a) 108 °F b) 60 °F c) 140 °F d) 33 °F e) 92 °F TEOREMA MILITAR LISTA 2- TERMOMETRIA PROF. IGOR FERREIRA GABARITO: Resposta da questão 1: [A] A equação que relaciona as temperaturas nas escalas Celsius (C) com a Fahrenheit (F) é: F 32 C 9 5 − = Para a temperatura de 37 C : F 32 37 9 F 37 32 F 98,6 F 9 5 5 − = = + = Para a temperatura de 20 C : F 32 20 9 F 20 32 F 68 F 9 5 5 − = = + = Para a temperatura de 0 F : 0 32 C 32 C 5 C 17,8 C 9 5 9 − = = − = − Resposta da questão 2: [E] C F F F F T T 32 T 326.000 1.200 9 32 T 5 9 5 9 T 10.832 C − − = = + = = Resposta da questão 3: [E] A A1 B B1 A B A2 A1 B2 B1 A T T T T T 0 T 10 T T T T 100 0 30 10 T 100 − − − − − − = = − − BT 10 20 − = A B T 5T 50. = − Resposta da questão 4: [C] Usando os dados fornecidos pelo gráfico, relaciona-se as duas escalas termométricas usando interpolação. ( ) ( ) ( ) ( ) F C CF C F F C 40 40 176 40 80 40 4040 216 120 40 216 40 120 1,8 32 θ θ θθ θ θ θ θ − − − − = − − − − ++ = + = − = + Com isso, para a temperatura média de Titã. ( )F F 1,8 180 32 292 F θ θ = − + = − Resposta da questão 5: [D] Através do enunciado, temos a relação entre a escala Celsius e a Fahrenheit, como: F 2C 14= + Assim, usando a equação acima na relação entre as escalas termométricas abaixo, obtemos a temperatura na escala Celsius. C F 32 C 2C 14 32 9C 10C 90 C 90 C 5 9 5 9 − + − = = = − = A temperatura absoluta, na escala Kelvin, será: C K 273 90 K 273 K 363 K= − = − = Resposta da questão 6: [D] Aplicando a equação de conversão: T 30 T 32 T 30 T 32 46T 1.472 45T 1.350 T 122 F. 214 30 212 32 46 45 − − − − = = − = − = − − Transformando para C : C C T 122 32 T 50 C. 5 9 − = = Resposta da questão 7: [B] Sabe-se que, 18 C 10 C 10 F C 18 = − − = Assim, C F 32 5 9 10 F 5 F 160 18 9 10 F 10 F 320 20 F 320 F 16 F − = − − = − = − = = TEOREMA MILITAR LISTA 2- TERMOMETRIA PROF. IGOR FERREIRA Resposta da questão 8: [A] No termômetro Celsius: C C C T 0 T100 0 5 T 25 °C. 5 0 20 0 5 − − = = = − − No Termômetro Fahrenheit: CF F T 32T 32 212 32 180 T 77 F. 5 0 20 0 5 20 −− − = = = − − Resposta da questão 9: [D] A relação entre as escalas de temperatura Celsius e Fahrenheit é dada pela seguinte expressão: C F 32 5 9 − = Da informação fornecida entre as escalas, tira-se uma equação para substituir a temperatura Celsius e calcula o valor correspondente na escala Fahrenheit. F F 3C C 3 = = Substituindo: ( ) F F 32 F F 323 5 9 15 9 9F 15 F 32 9F 15F 480 480 6F 480 F F 80 F 6 − − = = = − = − = = = Resposta da questão 10: [C] [I] Incorreta. Fazendo a conversão: C F F F F T T 32 T 3236,5 T 7,3 9 32 T 97,7 F. 5 9 5 9 − − = = = + = [II] Correta. O zero absoluto é a menor temperatura que se pode obter. [III] Incorreta. Fazendo a conversão: K C K KT T 273 T 0 273 T 273 K.= + = + = Resposta da questão 11: [B] A diferença de leitura dos termômetros fornece uma equação que relaciona leitura em graus Fahrenheit ( )F com a leitura em graus Celsius ( )C . F C 100 C F 100− = = − Da relação reduzida entre as duas escalas térmicas, temos a seguinte relação: C F 32 5 9 − = Substituindo a primeira equação na segunda e isolando a leitura em graus Fahrenheit, obtemos: F 100 F 32 9F 900 5F 160 4F 740 F 185 F 5 9 − − = − = − = = Resposta da questão 12: [C] B A B A B A B A B A B A B A A B B A 10 20 90 10 70 20 10 20 80 50 ( 10) 50 ( 20) 80 50 500 80 1600 50 80 500 1600 50 80 1100 10 5 8 110 8 110 5 1,6 22. θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ θ − − = − − − − = − = − − = − −= − − = − − = − − = = − TEOREMA MILITAR LISTA 2- TERMOMETRIA PROF. IGOR FERREIRA Resposta da questão 13: [C] Para resolução da questão, basta passar as temperaturas médias da escala Celsius para a escala Kelvin. Para a média do estado de Pernambuco: 1 1T 31 273 T 304 K= + = Para Águas Belas, a temperatura média foi: 2 2T 42 273 T 315 K= + = Resposta da questão 14: [B] A temperatura máxima que a sonda pode se aproximar em graus Celsius é: c k c cT T 273 T 1773 273 T 1500= − = − = A sonda ainda pode se aproximar: 1 C 1.500 km 500 C x x 750.000 km= Como ela já se aproximou 6.000.000 km, logo: 6.000.000 750.000 5.250.000 km− = Resposta da questão 15: [B] Relação entre as escalas: ( ) ( ) R 20C 0 100 0 80 20 C R 20 100 100 C R 20 − −− = − − − + = = + Resposta da questão 16: [B] a) Incorreta. Calculemos as temperaturas em que as duas escalas fornecem a mesma leitura: C F C F 32 T T 32 9 T 5 T -160 T - 40 .5 9 5 9 T θ θ θ θ − = − = − = = = = b) Correta. A unidade de medida, aqui, refere-se ao espaçamento (grau) entre duas marcas consecutivas para indicar os respectivos valores de temperatura. Numa mesma distância, na escala Celsius são inseridos 100 intervalos (100 graus Celsius, ou 100 divisões); e na escala Fahrenheit são inseridos 180 intervalos (180 graus Farenheit, ou 180 divisões). Da figura: C F C F100 d 180 d d 1,8 d .= = c) Incorreta. A altura da coluna será sempre igual nos dois termômetros, porém com valores numéricos sempre diferentes exceto para -40, como mostram os cálculos do item [A] e a figura do item [B]. d) Incorreta. As justificativas estão nos itens anteriores. TEOREMA MILITAR LISTA 2- TERMOMETRIA PROF. IGOR FERREIRA Resposta da questão 17: [B] Lembrando-se da equação termométrica que relaciona as escalas Celsius (C), Fahrenheit (F) e Kelvin (K), teremos: C F 32 K 273 5 9 5 − − = = Para E1 a 41°F: C F 32 C 41 32 C 5 C 10 X 41 F 5 C 5 9 5 9 − − = → = → = = = Para E2 a 293K: C K 273 C K 273 C 293 273 C 20ºC 19 X 293K 20 C 5 5 − = → = − → = − → = = = Determinando a equação termométrica entre °X e °C: C 5 X 10 C 5 X 10 20 5 19 10 15 9 − − − − = → = − − Como a temperatura de equilíbrio se dá a 13ºX: C 5 X 10 C 5 13 10 C 10 C 13 X 10 C 15 9 15 9 − − − − = → = → = = Analisando a troca de energia entre os recipientes: 1 2 3 1 1 2 2 3 3 1 1 2 2 3 3 1 2 3 1 2 1 2 Q Q Q 0 M c T M c T M c T 0 M T M T M T 0 M (10 5) M (10 20) M (10 10) 0 5M 10M 0 M 2 M Δ Δ Δ Δ Δ Δ+ + = → + + = → + + = − + − + − = → − = = Resposta da questão 18: [C] Usando a equação de conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit: ( )C F F C C C 5 21,632 32 10,4 32 5 5 5 9 9 9 9 12 C. θ θ θ θ θ θ − − − = = = = − Resposta da questão 19: [A] 10 0 40 37 T 0 T 37 10 3 T 52,9ºC T T 37 − − = − − = = − Resposta da questão 20: [A] C F 5 9 60 F F 108ºF 5 9 = = =