conceito de temperatura; escalas termomÉtricas;. competência de área 5 – entender métodos e...
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CONCEITO DE TEMPERATURA;ESCALAS TERMOMÉTRICAS;
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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temperatura na qual a água entra em ebulição, sob pressão normal.
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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.
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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
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EXEMPLO 01
a) -30Kb) 36Kc) 130ºCd) 250Ke) 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)
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A temperatura de determinada substância é 50°F. A temperatura absoluta dessa substância, em kelvins,
EXEMPLO 02
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a) 343b) 323c) 310d) 283e) 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-273 10=K-273 K=273+10 K=283K
(GABARITO: D)
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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 - 196 ºC.
EXEMPLO 03
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Na escala Kelvin, esta temperatura vale:a) 77 Kb) 100 Kc) 196 Kd) 273 Ke) 469 K
EXEMPLO 03
RESOLUÇÃO: C/5=(K-273)/5 -196/5=(K-273)/5 -196=K-273 K=273-196 K=77K (GABARITO: A)
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Lord Kelvin (título de nobreza dado ao célebre físico William Thompson, 1824-1907) 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
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EXEMPLO 04a) 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)
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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
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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)
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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
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EXEMPLO 06a) 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 + 273.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)
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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:
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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+145-273)/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=1152-160 C=24x5 4x=992 C=120ºC x=992/4 x=248ºF (GABARITO: D)
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Converta as seguintes unidades:
a) 30ºC em ºF e) 50ºC em Kb) 50ºC em ºF f) 70ºC em Kc) 212ºF em ºC g) 77ºF em Kd) 77ºF em ºC h) 212ºF em K
EXEMPLO 08
GABARITO:a)86ºFb)122ºFc)100ºCd)25ºCe)323Kf)343Kg)278Kh)373K