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CONCEITO DE TEMPERATURA; ESCALAS TERMOMÉTRICAS;. Competência de área 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los.

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1 CONCEITO DE TEMPERATURA; ESCALAS TERMOMÉTRICAS;

2 Competência de área 5 – Entender métodos e procedimentos próprios das ciências naturais e aplicá-los em diferentes contextos. H17 – Relacionar informações apresentadas em diferentes formas de linguagem e representação usadas nas ciências físicas, químicas ou biológicas, como texto discursivo, gráficos, tabelas, relações matemáticas ou linguagem simbólica.

3 H18 – Relacionar propriedades físicas, químicas ou biológicas de produtos, sistemas ou procedimentos tecnológicos às finalidades a que se destinam. H19 – Avaliar métodos, processos ou procedimentos das ciências naturais que contribuam para diagnosticar ou solucionar problemas de ordem social, econômica ou ambiental. Competência de área 7 – Apropriar-se de conhecimentos da química para, em situações problema, interpretar, avaliar ou planejar intervenções científicotecnológicas.

4 H25 – Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção. H26 – Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos. H27 – Avaliar propostas de intervenção no meio ambiente aplicando conhecimentos químicos, observando riscos ou benefícios.

5 É o ramo da física em que se investigam os fenômenos relacionados com a temperatura. É a parte da termologia que se destina ao estudo da medida da temperatura.

6 TEMPERATURA grau de agitação das moléculas de um sistema. dois ou mais corpos estão em equilíbrio térmico quando possuem a mesma temperatura. instrumento usado para medir temperatura.

7 É um conjunto de valores numéricos em que cada valor está associado a uma certa temperatura. 1º ponto fixo: ponto do gelo temperatura na qual o gelo e a água permanecem em equilíbrio térmico, quando sob pressão normal.

8 temperatura na qual a água entra em ebulição, sob pressão normal. 2º ponto fixo: ponto do vapor

9 a escala Kelvin é conhecida como a escala absoluta, pois não existem valores negativos nessa escala. o ponto tríplice da água é o ponto em que a água se apresenta, em equilíbrio térmico, nos três estados físicos: sólido, líquido e vapor. zero absoluto é a menor temperatura que podemos encontrar, observa-se a paralisação total das partículas, seu valor é de aproximadamente (-273ºC), impossível de atingir.

10 Um cientista coloca um termômetro em um béquer contendo água no estado líquido. Supondo que o béquer esteja num local ao nível do mar, a única leitura que pode ter sido feita pelo cientista é: EXEMPLO 01

11 a)-30K b)36K c)130ºC d)250K e)350K RESOLUÇÃO: estando a água no estado líquido, sua temperatura deve se encontrar no intervalo dado por: 0ºC Өc 100ºC. Na escala Kelvin: 273K Өk 373K. Das alternativas dadas pelo problema, a única que possui um valor dentro do intervalo acima é 350K. (GABARITO: E)

12 A temperatura de determinada substância é 50°F. A temperatura absoluta dessa substância, em kelvins, EXEMPLO 02

13 a) 343 b) 323 c) 310 d) 283 e) 273 EXEMPLO 02 RESOLUÇÃO: (F-32/9)=(K-273)/5 (50-32)/9=(K-273)/5 (18/9)=(K-273)/5 2=(K-273)/5 2x5=K =K-273 K= K=283K (GABARITO: D)

14 Quando se deseja realizar experimentos a baixas temperaturas, é muito comum a utilização de nitrogênio líquido como refrigerante, pois seu ponto normal de ebulição é de ºC. EXEMPLO 03

15 Na escala Kelvin, esta temperatura vale: a) 77 K b) 100 K c) 196 K d) 273 K e) 469 K EXEMPLO 03 RESOLUÇÃO: C/5=(K-273)/5 -196/5=(K-273)/5 -196=K-273 K= K=77K (GABARITO: A)

16 Lord Kelvin (título de nobreza dado ao célebre físico William Thompson, ) estabeleceu uma associação entre a energia de agitação das moléculas de um sistema e a sua temperatura. Deduziu que a uma temperatura de -273,15 ºC, também chamada de zero absoluto, a agitação térmica das moléculas deveria cessar. Considere um recipiente com gás, fechado e de variação de volume desprezível nas condições do problema e, por comodidade, que o zero absoluto corresponde a –273 ºC. É correto afirmar: EXEMPLO 04

17 a) O estado de agitação é o mesmo para as temperaturas de 100ºC e 100K. b) À temperatura de 0ºC o estado de agitação das moléculas é o mesmo que a 273K. c) As moléculas estão mais agitadas a –173ºC do que a –127ºC. d) A -32ºC as moléculas estão menos agitadas que a 241K. e) A 273K as moléculas estão mais agitadas que a 100ºC. RESOLUÇÃO: 0ºC se equivale a 273K (GABARITO: B)

18 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. EXEMPLO 05

19 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. EXEMPLO 05 RESOLUÇÃO: O tempo é necessário para que o termômetro atinja a mesma temperatura do corpo (GABARITO: A)

20 Em 1851, o matemático e físico escocês Willian Thomson que viveu entre 1824 e 1907, mais tarde possuidor do título de lord Kelvin, propôs a escala absoluta de temperatura, atualmente conhecida como escala Kelvin de temperatura (K). Utilizando- se das informações contidas no texto, assinale a alternativa correta: EXEMPLO 06

21 a) Com o avanço da tecnologia, atualmente, é possível obter a temperatura de zero absoluto. b) Os valores dessa escala estão relacionados com os da escala Fahrenheit (ºF), através da expressão K = ºF c) A partir de 1954, adotou-se como padrão o ponto tríplice da água, temperatura em que a água coexiste nos três estados - sólido, líquido e vapor. Isto ocorre à temperatura de 0,01 ºF ou 273,16 K, por definição e a pressão de 610 Pa (4,58 mmHg). d) Kelvin é a unidade de temperatura comumente utilizada nos termômetros brasileiros. e) Kelvin considerou que a energia de movimento das moléculas dos gases atingiria um valor mínimo de temperatura, ao qual ele chamou zero absoluto. RESOLUÇÃO: é o menor valor encontrado na natureza (-273ºC) (GABARITO: E)

22 EXEMPLO 07 Um pesquisador verifica que uma certa temperatura obtida na escala Kelvin é igual ao correspondente valor na escala Fahrenheit acrescido de 145 unidades. Esta temperatura na escala Celsius é:

23 EXEMPLO 07 a) 55°C. b) 60°C. c) 100°C. d) 120°C. e) 248°C. RESOLUÇÃO: (F-32)/9=(K-273)/5 C/5=(F-32)/9 (x-32)/9=(x )/5 C/5=(248-32)/9 (x-32)/9=(x-128)/5 C/5=216/9 9x-1152=5x-160 C/5=24 9x-5x= C=24x5 4x=992 C=120ºC x=992/4 x=248ºF (GABARITO: D)

24 Converta as seguintes unidades: a) 30ºC em ºF e) 50ºC em K b) 50ºC em ºF f) 70ºC em K c) 212ºF em ºC g) 77ºF em K d) 77ºF em ºC h) 212ºF em K EXEMPLO 08 GABARITO: a)86ºF b)122ºF c)100ºC d)25ºC e)323K f)343K g)278K h)373K


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