Material para as aulas de Termometria

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. 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. 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