Termologia 1- questões resolvidas para professores e alunos

O que é termologia? O que ela estuda? Termologia é a parte da física que estuda o calor, ou seja, ela estuda as manifestações dos tipos de energia que de qualquer forma produzem variação de temperatura, aquecimento ou resfriamento, ou mesmo a mudança de estado físico da matéria, quando ela recebe ou perde calor. A termologia estuda de que forma esse calor pode ser trocado entre os corpos, bem como as características de cada processo de troca de calor, são essas as formas de transferências de calor: 

• Convecção;
• Irradiação;
• Condução.

Mas o que vem a ser calor? O que é temperatura? Calor é a energia térmica em trânsito, ou seja, é a energia que está sempre em constante movimento, sempre sendo transferida de um corpo para outro. Já temperatura é o grau de agitação das moléculas, ou seja, calor e temperatura são conceitos bem diferentes com os quais a termologia trabalha.

O estudo da termologia, assim como os vários outros ramos de estudo da física, possibilita entender muitos fenômenos que ocorrem no cotidiano, como, por exemplo, a dilatação e contração dos materiais, bem como entender por que elas ocorrem e como ocorrem. São essas as formas de dilatação que a termologia estuda: 

• Dilatação superficial;
• Dilatação volumétrica;
• Dilatação dos líquidos.

 A termologia, mais precisamente a termodinâmica, estuda também os gases, adotando para isso um modelo de gás ideal denominado de gás perfeito, como também as leis que os regem e as transformações termodinâmicas que se classificam em:

• Transformação isotérmica;
• Transformação isobárica;
• Transformação isocórica.
• 1) (Vunesp) 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:

  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

  
  

  correta letra A

  O intuito da enfermeira é o de medir a temperatura do corpo do paciente. Para isso, o termômetro e o corpo tem que estarem em equilíbio térmico, ou seja não havendo mais troca de calor entre ambos, e isso leva um certo tempo para ocorrer

  
  

  
  

  
  

  2) (FMTM-MG) A fim de diminuir o risco de uma explosão durante um incêndio, os botijões de gás possuem um pequeno pino com aspecto de parafuso, conhecido como plug fusível. Uma vez que a temperatura do botijão chegue a 172°F, a liga metálica deste dispositivo de segurança se funde, permitindo que o gás escape. Em termos de nossa escala habitual o derretimento do plugue ocorre, aproximadamente a:

  
  

  
  

  a) 69°C   b) 78°C   c) 85°C  d) 96°C   e) 101°C

  
  

  C = F-32 = K-273

  5        9           5

  Como F = 172ºF  e queremos saber Celsius pegamos as duas fórmulas

  
  

  
  

  
  

  C = F-32

  
  

  
  

  5       9

  C  = 172-32

  5         9

  C = 140

  5       9

  9xC = 5 x 140

  9c = 700

  C = 700

           9

  C = 78°C

  letra B

  
  

  
  

  
  

  3) (FMTM - MG) normalmente o corpo humano começa a "sentir calor" quando a temperatura ambiente ultrapassa a marca dos 24,0 ° C. A partir dai, para manter seu equilíbrio térmico, o organismo precisa eliminar o calor através do suor. Se a temperatura corporal subir acima de 37,0°C, é caracterizada como hipertermia e abaixo de 35,0°C hipotermia. Se a temperatura de uma pessoa com hipertermia variar de 37,3ºC para 39,3°C, esta variação nas escalas fahrenheit e kelvin será respectivamente de:

  
  

  
  

  a) 1,8 e 1,8   b) 1,8 e 2,0   c) 2,0 e 2,0   d) 2,0 e 3,6   e) 3,6 e 2,0

  
  

  ∆C = ∆F=VK

    5       9      5

  ∆C = 39,3-37,3 = 2º C

  como: ∆C = ∆F  =  2 = ∆F

                5       9      5     9

  
  

  5∆F = 18

  ∆F = 18/5

  ∆F = 3,6º F

  
  

  Como a escala Kelvin possui o mesmo número de subdivisões que a Celsiu dizemos que a cada variação de 1ºC é igual a 1 K sendo assim vai variar 2 K

  letra E

  
  

  4) Um jornalista, em visita aos Estados Unidos, passou pelo deserto de Mojave, onde são realizados os pousos dos ônibus espaciais da Nasa. Ao parar em um posto de gasolina, à beira da estrada, ele observou um grande painel eletrônico que indicava a temperatura local na escala Fahrenheit. Ao fazer a conversão para a escala Celsius, ele encontrou o valor 45 °C. Que valor ele havia observado no painel?

  Resolução:

  θ5 = θ

  

  81 = θ – 32 θ = 113 °F

  Resposta: 113 °F

  5) nternet que, além dos pontos turísticos mais importantes, continha também informações relativas ao clima da cidade de Belém (Pará). Na versão em inglês dessa página, a temperatura média de Belém (30 °C) deveria aparecer na escala Fahrenheit. Que valor o turista iria encontrar, para essa temperatura, na página em inglês?

  

  Resolução:

  θ5 = θ

  

  54 = θ – 32 θ = 86 °F

  Resposta: 86 °F

  
  

  6) Um professor de Física inventou uma escala termométrica que chamou de escala X. Comparando-a com a escala Celsius, ele observou que –4 °X correspondiam a 20 °C e 4 °X equivaliam a 80 °C. Que valores essa escala X assinalaria para os pontos fixos fundamentais?

  Resolução: Relacionando as duas escalas, vem:

  (80) θ – 20

  80 – 20 = θ – (– 4)

  4 – (– 4) θ – 20

  Fazendo θ = 0 °C (ponto do gelo), temos:

  0 – 205 = θ + 4 θ = – 20 °X

  Fazendo θ = 100 °C (ponto do vapor), temos:

  100 – 205 = θ + 4

  Respostas: –20 °X e 60 °X

  
  

  7) (Unaerp-SP) Durante um passeio em outro país, um médico, percebendo que seu filho está “quente”, utiliza um termômetro com escala Fahrenheit para medir a temperatura. O termômetro, após o equilíbrio térmico, registra 98,6 °F. O médico, então: a) deve correr urgente para o hospital mais próximo, o garoto está mal, 49,3 °C. b) não se preocupa, ele está com 37 °C, manda o garoto brincar e mais tarde mede novamente sua temperatura. c) fica preocupado, ele está com 40 °C, então lhe dá para ingerir uns quatro comprimidos de antitérmico. d) faz os cálculos e descobre que o garoto está com 32,8 °C. e) fica preocupado, ele está com 39 °C, dá um antitérmico ao garoto e o coloca na cama sob cobertores.

  Resolução: Convertendo o valor registrado para a escala Celsius, temos:

  θ5 = θ θ = 37 °C

  Resposta: 37 °C

  8) 

  Um estudante de física criou uma escala (°X), comparada com a escala Celsius ele obteve o seguinte gráfico: a. Qual a equação de conversão entre as duas escalas? b. Qual a temperatura do corpo humano (37°C) nesta escala? a. b.

  9) (CEFET-SP) Calor é:

  a) energia em trânsito de um corpo para outro, quando entre eles há diferença de temperatura

  b) medido em graus Celsius

  c) uma forma de energia que não existe nos corpos frios

  d) uma forma de energia que se atribui aos corpos quentes

  e) o mesmo que temperatura

  R- A

  
  

  10) (UFF-RJ) Quando se retira uma garrafa de vidro com água de uma geladeira, depois de ela ter ficado lá por

  algum tempo, veem-se gotas d’água se formando na superfície externa da garrafa.

  

  
  

  
  

  Isso acontece graças, principalmente, à

  a) condensação do vapor de água dissolvido no ar ao encontrar uma superfície à temperatura mais baixa. 

  b) diferença de pressão, que é maior no interior da garrafa e que empurra a água para seu exterior. 

  c) porosidade do vidro, que permite a passagem de água do interior da garrafa para sua superfície externa. 

  d) diferença de densidade entre a água no interior da garrafa e a água dissolvida no ar, que é provocada pela diferença de temperaturas. 

  e) condução de calor através do vidro, facilitada por sua porosidade. 

  A temperatura do ar junto à superfície da garrafa diminui e o vapor d’água contido no mesmo, em contato com a superfície fria da garrafa, se condensa  —  por isso no aparelho condicionador de ar há uma mangueira para escoar a água resultante da condensação do vapor devido ao resfriamento do ar ambiente  —  R- A