Exercício tipo ENEM - aula 2 Termologia

 

                            4.     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.

                         5.  Uma escala termométrica adota os valores -20 e 580 para os  

                          pontos do gelo e do vapor. Qual é a relação entre esta escala e a escala  

                          Celsius?     

Exercícios tipo ENEM (1ª aula) [

 

EXERCICIO 1

EXERCICIO 2

 

EXERCICIO 3

 

                          

EXERCICIO 4

 

EXERCICIO 5

    

TERMOLOGIA - Aula 2

 

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Termômetro graduado nas escalas Celsius e Fahrenheit

 

2ª aula
Termometria (II)

 Nicolau

Iniciamos o estudo de Termometria. Vamos continuar com este assunto. Para reforçar os conceitos da aula passada estude o resumo abaixo e, na sequência, resolva os exercícios.

As escalas Celsius e Fahrenheit

Na escala Celsius, adotam-se os valores 0 ºC e 100 ºC para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Na escala Fahrenheit, adotam-se os valores 32 ºF e 212 ºF para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Conversão entre a temperatura Celsius (θ_C) e a temperatura Fahrenheit (θ_F)

Relação entre a variação de temperatura na escala Celsius (Δθ_C) e na escala Fahrenheit (Δθ_F)

A escala absoluta Kelvin

A escala absoluta Kelvin adota a origem no zero absoluto, estado térmico em que cessaria a agitação térmica. Sua unidade (kelvin: K) tem extensão igual à do grau Celsius (ºC).

Relação entre a temperatura Kelvin (T) e a Celsius (θC)

 
Relação entre as variações de temperatura

 

Exercícios básicos
 
Exercício 1:
A variação de temperatura de um corpo, medida com um termômetro graduado na escala kelvin, foi de 25 K. Qual é a correspondente variação na escala Fahrenheit? 

Resolução: clique aqui

Exercício 2:
Uma escala E adota os valores 15 °E para o ponto do gelo e 105 °E para o ponto do vapor. Qual é a indicação dessa escala que corresponde à temperatura de 72 °F?

Resolução: clique aqui

Exercício 3:
A variação de temperatura de 108 °F equivale a: 

a) 42 °C     b) 84 °C     c) 108 °C     d) 60 K     e) 333 K

Resolução: clique aqui 

Exercício 4:
A temperatura indicada por um termômetro graduado na escala Fahrenheit excede em duas unidades o triplo da indicação de outro termômetro graduado na escala Celsius. Qual é esta temperatura medida na escala Kelvin?

Resolução: clique aqui  

Exercício 5:
Antigamente foi usada uma escala absoluta, criada pelo engenheiro e físico escocês Willian John Maquorn Rankine* (1820-1872), que adotava como unidade o grau Rankine (°Ra), cuja extensão era igual à do grau Fahrenheit (ºF) e que considerava o zero absoluto como 0 ºRa.

Determine:

a) a temperatura do zero absoluto na escala Fahrenheit;
b) a relação entre a temperatura absoluta Rankine (TR) e a temperatura Fahrenheit correspondente (θF);
c) os valores das temperaturas correspondentes ao ponto do gelo e ao ponto do vapor na escala absoluta Rankine.
*Siga o link e saiba mais.

Resolução: clique aqui 

Exercícios de Revisão 

Revisão/Ex 1: 
(UEFS)
Tomar chá preto, a 80 ºC, com uma pequena quantidade de leite é hábito bastante comum entre os londrinos. O valor dessa temperatura em ºF (Fahrenheit), que é o sistema utilizado na Inglaterra, é, aproximadamente,

A) 165                      C) 172                      E) 180
B) 169                      D) 176

Resolução: clique aqui 

Revisão/Ex 2: 
(UPE)
Foram mergulhados, num mesmo líquido, dois termômetros: um graduado na escala Celsius, e o outro, na escala Fahrenheit. A leitura em Fahrenheit supera em 100 unidades a leitura em Celsius. Qual era a temperatura desse líquido?

A) 85 ºF     B) 100 ºF     C) 130 ºF     D) 165 ºF     E) 185 ºF 

Resolução: clique aqui  

Revisão/Ex 3:
(U. Mackenzie – SP)
Um termômetro mal graduado_Cna escala Celsius, assinala 2ºC para a fusão da água e 107ºC para sua ebulição, sob pressão normal. Sendo θ_E o valor lido no termômetro mal graduado e θ_C o valor correto da temperatura, a função de correção do valor lido é:
 
a) θ_C = (50/51) (θ_E-2)               d) θ_C = (20/21) (θ_E-2)
b) θ_C = (20/22) (2 θ_E-1)            e) θ_C = (21/20) (θ_E-4)
c) θ_C = (30/25) (θ_E-2) 

Resolução: clique aqui
 
Revisão/Ex 4:
(ITA – SP)
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 ºC e 40 ºC. A temperatura de mesmo valor numérico em ambas escalas é aproximadamente:
 
a) 52,9 ºC     b)  28,5 ºC     c)  74,3 ºC     d)  –8,5 ºC     e)  –28,5 ºC

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Revisão/Ex 5
(Unifor-Ce)
Um estudante resolveu criar uma escala E de temperaturas e, comparando-a com a escala Celsius, obteve o gráfico abaixo.

Na escala E do estudante, a temperatura do corpo humano é mais próxima de:

a) 25 °E          b) 20 °E         c) 15 °E         d) 10 °E         e) 5 °E

Resolução: clique aqui 

Desafio:

A escala Rankine, criada pelo engenheiro e físico escocês William John Macquorn Rankine (1820-1872), é também uma escala absoluta que adota como unidade o grau Rankine (°Ra), cuja extensão é igual à do grau Fahrenheit (°F) e que considera o zero absoluto como 0 °Ra.

Determine:

a) a temperatura do zero absoluto na escala Fahrenheit;
b) a relação entre a temperatura absoluta Rankine (T_R) e a temperatura Fahrenheit correspondente (θ_F);
c) os valores das temperaturas correspondentes ao ponto do gelo e ao ponto do vapor na escala absoluta Rankine.



Resolução do desafio anterior:

Três termômetros graduados, respectivamente, nas escalas Fahrenheit, Celsius e Kelvin, denominados respectivamente  primeiro, segundo e terceiro termômetros, são imersos num líquido contido num recipiente. A diferença  entre as leituras do primeiro e segundo termômetro é igual à diferença entre as leituras do terceiro e do segundo termômetro. Quais são as leituras nos três termômetros?

θ_F - θ_C = T - θ_C => θ_F = T
θ_C/5 = (θ_F - 32)/9 => θ_C/5 = (T - 32)/9 => θ_C/5 = (θ_C + 273 - 32)/9 =>
θ_C/5 = (θ_C + 241)/9
9θ_C = 5θ_C + 1205 => θ_C = 301,25 °C
T = 301,25 + 273 => T = 574,25 K
θ_F = 574,25 °F

TERMOLOGIA - Aula 1

 

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Primeira aula
Termometria (I)

 Nicolau

A sensação térmica que sentimos ao tocar um corpo qualquer constitui um critério impreciso para a medida da temperatura.

O termômetro é um sistema auxiliar que possibilita avaliar a temperatura de modo indireto.

Substância termométrica: substância que apresenta uma propriedade cuja medida varia com a temperatura.

No termômetro de mercúrio a substância termométrica é o mercúrio; a altura da coluna de mercúrio é a grandeza termométrica desse termômetro.

Função termométrica de um termômetro é a fórmula que relaciona os valores da grandeza termométrica com os valores da temperatura.

Pontos fixos: são temperaturas invariáveis no decorrer do tempo, medidas em sistemas que podem ser reproduzidos facilmente quando necessário.

Usualmente são escolhidos os seguintes pontos fixos:

Ponto de gelo: temperatura de fusão do gelo sob pressão normal
(1 atm).
Ponto de vapor: temperatura de ebulição da água sob pressão normal
(1 atm).

As escalas Celsius e Fahrenheit

Na escala Celsius, adotam-se os valores 0 ºC e 100 ºC para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Na escala Fahrenheit, adotam-se os valores 32 ºF e 212 ºF para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Conversão entre a temperatura Celsius (θC) e a temperatura Fahrenheit (θF)

Simplificando, resulta:

Relação entre a variação de temperatura na escala Celsius (ΔθC) e na escala Fahrenheit (ΔθF)

A escala absoluta Kelvin

A escala absoluta Kelvin adota a origem no zero absoluto, estado térmico em que cessaria a agitação térmica. Sua unidade (kelvin: K) tem extensão igual à do grau Celsius (ºC).

Relação entre a temperatura Kelvin (T) e a Celsius (θC)

Simplificando, resulta:

Relação entre as variações de temperatura

Exercícios básicos

Exercício 1:
Ao tomar a temperatura de uma criança que está febril, a mãe utiliza um termômetro clínico graduado na escala Fahrenheit e anota a temperatura de 101,3 ºF. Qual é o valor da correspondente temperatura na escala Celsius.

Resolução: clique aqui

Exercício 2:
Retome a situação descrita na questão anterior. Após medicar seu filho, decorrido certo tempo a mãe efetua uma nova medida da temperatura. Ela nota que houve uma redução de 2,7 ºF. Qual é a correspondente redução de temperatura na escala Celsius?

Resolução: clique aqui
x
Exercício 3:
Dois termômetros, um graduado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit, estão em equilíbrio térmico com um certo líquido. A temperatura indicada pelo termômetro graduado na escala Fahrenheit é dada por um número igual ao dobro daquele indicado pelo termômetro graduado na escala Celsius. Qual é esta temperatura na escala Celsius?

Resolução: clique aqui

Exercício 4:
Retome a situação descrita na questão anterior. O líquido no qual os termômetros estão imersos é gradativamente resfriado até uma temperatura para a qual os dois termômetros indicam o mesmo valor. Qual é a temperatura em questão? 

Resolução: clique aqui

Exercício 5:
Pedro é um aluno que está iniciando o segundo ano do ensino médio. O professor Adalberto pede para que ele invente uma escala termométrica, medida em graus Pedro (ºP). Para isso Pedro atribui ao ponto do gelo a temperatura 10 ºP e para o ponto do vapor 90 ºP. Qual é a relação entre a temperatura na escala Celsius (θC) e a temperatura na escala Pedro (θP)?

Resolução: clique aqui

Exercícios de Revisão

Revisão/Ex 1:
(UEMA)
O astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744), para calibrar sua escala termométrica, adotou os dois pontos fixos como sendo os pontos de fusão e ebulição da água à pressão atmosférica de 1atm. Para as mesmas condições, o alemão Daniel Fahrenheit (1686-1736) adotou os seguintes valores:

a) 32 e 212
b) 0 e 32
c) 0 e 100
d) 100 e 212
e) 32 e 100

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 2:
(ETEC-SP)
Em algumas cidades brasileiras encontramos, em vias de grande circulação, termômetros que indicam a temperatura local medida na escala Celsius.
Por causa dos jogos da Copa, no Brasil, os termômetros deverão passar por modificações que permitam a informação da temperatura também na escala Fahrenheit, utilizada por alguns países. Portanto, após essa adaptação, um desses termômetros que indique, por exemplo, 25 ºC, também apontará a temperatura de

(A) 44 ºF.
(B) 58 ºF.
(C) 64 ºF.
(D) 77 ºF.
(E) 86 ºF.

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Revisão/Ex 3:
(PUC-PR)
O clima em Curitiba é caracterizado pelas altas variações de temperatura em um mesmo dia. Segundo dados do Simepar (www.simepar.br), ao final do inverno de 2011, os termômetros chegaram a marcar 8,00ºC e 25,0ºC em um período de 24h. Determine essa variação de temperatura na escala Fahrenheit. Dados: ponto de fusão do gelo: 32ºF, ponto de ebulição da água: 212ºF.

A) 17,0ºF
B) 30,6ºF
C) 62,6ºF
D) 20,0ºF
E) 16,5ºF

Resolução:  clique aqui

Revisão/Ex 4:
(IJSO)
O físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) construiu seus próprios termômetros e em 1714 passou a usar o mercúrio como substância termométrica. A escala que leva seu nome foi criada em 1724, adotando como “zero” uma mistura de gelo, água e sal de amônia e 96 para a temperatura do corpo humano. Posteriormente fez ajustes em sua escala, atribuindo os valores 32 e 212, respectivamente, para os pontos de congelamento e ebulição da água, sob pressão normal. Medidas mais precisas indicam que a temperatura média do corpo humano é da ordem de 98,6 ºF.
As temperaturas de 0 ºF e 98,6 ºF correspondem, respectivamente, nas escalas Celsius e Kelvin aos valores:

a) -17,8ºC e 310K
b) -17,8ºC e 371,6K
c) -32ºC e 273K
d) 0ºC e 318,6K
e) 8ºC e 37K

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 5:
(U. Mackenzie-SP)
A diferença entre as temperaturas de ebulição do álcool etílico e do éter etílico, sob pressão de 1 atm é 78,0ºF. Sabendo-se que a temperatura de ebulição desse éter é 35,0ºC, conclui-se que a temperatura de ebulição desse álcool é

a) 8,3ºC          b) 35,3ºC          c) 43,3ºC          d) 78,3ºC         e) 105,4ºC

Resolução: clique aqui   

Desafio:

Três termômetros graduados, respectivamente, nas escalas Fahrenheit, Celsius e Kelvin, denominados respectivamente  primeiro, segundo e terceiro termômetros, são imersos num líquido contido num recipiente. A diferença  entre as leituras do primeiro e segundo termômetro é igual à diferença entre as leituras do terceiro e do segundo termômetro. Quais são as leituras nos três termômetros?

Resolução dos exercícios do ENEM - 1 ao 5 ( aulas 1 e 2 de Mecânica )

 Resolução exercicio 1

(A) Incorreta.

Partindo do ponto inicial às 9h20min, o tempo de percurso será, de acordo com o gráfico, de 90min e o passageiro chegará ao ponto final às 10h50min.

(B) Incorreta.

Partindo do ponto inicial às 9h30min, o tempo de percurso será, de acordo com o gráfico, de 90min e o passageiro chegará ao ponto final  às 11h.

(C) Incorreta.

Partindo do ponto inicial às 9h, o tempo de percurso será, de acordo com o gráfico, de 95min e o passageiro chegará ao ponto final às 10h35min

(D) Incorreta.

Partindo do ponto inicial às 8h30min, o tempo de percurso será, de acordo com o gráfico, de 105min e o passageiro chegará ao ponto final 10h15min e portanto antes das 10h30min. Logo, 8h30min não é o máximo horário que o passageiro deve tomar o ônibus no ponto inicial.

(E) Correta.

Partindo do ponto inicial às 8h50min, o tempo de percurso será, de acordo com o gráfico, de 100min e o passageiro chegará ao ponto final às 10h30min. Portanto, um passageiro que necessita chegar às 10h30min no ponto final, deverá tomar o ônibus no ponto inicial no máximo até ás 8h50min.

Resposta: (E)

Resolução exercício 2

João faz o trajeto de ida em 50min.

Antônio faz o trajeto de ida em 110min = 1h 50min.

João e Antônio fazem o trajeto de volta no mesmo tempo.

Logo, Antônio gasta por dia 1h a mais do que João. Como eles trabalham 20 dias por mês, concluímos que em um mês Antônio gasta, em média, 20h a mais do que João.

Resposta: (C)

Resolução exercício 3

De acordo com o texto:

∆s = 5 . 10⁹. 10³ m = 5 . 10¹² m

v = 3.10⁸ m/s

c  = ∆s/ ∆t

∆ t =∆s/c=5 . 10¹² m/ 3.10⁸ m/s=(5/3).10⁴s

∆t = 1,7. 10⁴ s

Resposta: D

 

Resolução exercício 4

No triângulo retângulo destacado na figura

tg 45° = 1

  

     ∆ x=H= 1000m

A distância D percorrida pelo avião entre duas fotos

consecutivas é:

D = 2∆ x – ∆s => D = 2 ∆ x – 0,20 . 2 ∆ x

D = 2 . 1000 m– 0,20 . 2 . 1000 m

D = 2000 – 400 (m) = 1600 )=>D=1600 

(III) Movimento uniforme do avião:

V  = 50 = 1600/∆t => ∆t=32s

Resposta: B

Resolução exercício 5

1) Tempo t₁   para atingir a velocidade escalar de

72 km/h = 20 m/s.

V = V0 + a .t =>  20 = 0 + 1,0 t1 => t₁ =20s

2) Distância percorrida até o instante t₁ =20s

s = V0 t +a t₁ => d1 = 0 + (20)² (m) =>d₁=400m

Sabemos que os semáforos A, B e C mudam para a

cor verde quando o veículo estiver a 100 m de cruzá-los,

para que ele não tenha que reduzir a velocidade

em nenhum momento. Assim o veículo percorrerá 200m

com velocidade constante de 20m/s

s = V0 t => d1 = 0 + (20)2 (m)

3) Tempo t₂ para percorrer 200 m com velocidade escalar constante em movimento uniforme de

velocidade 20 m/s=> s = V t₂=> 200 = 20. t₂ => t₂=10s

4) O semáforo A é acionado quando o carro tiver per -

corrido 400 m, isto é:

TA = t1 + t2 = 30 s

5) Para a abertura dos semáforos B e C o carro deverá

percorrer 500 m (B) e 1000 m (C) e o tempo gasto será:

s = V t => 500 = 20. t3 =>t₃ =25s =>T_B = TA+ t₃ =55s

1000 = 20 . t4 =>=>t₄ =50s =>T_C = TA+ t₄ =80s

Resposta: D