Física 3 aulas 1 e 2.

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Temperatura: definiçã Temperatura Medida relacinada a GRAU MÉDIO DE AGITAÇÃO das partículas de um crp u um sistema de crps. Se fsse pssível ver as partículas (átms e mléculas) que cmpõem um crp, cnstataríams que quant mair fsse a temperatura d crp, mais agitadas (em média) estariam tais partículas.

Equilíbri Térmic T A > T B iníci A B depis A Q B T A < T A T B > T B T A > T B T A = T B fim temp A O que acnteceu até que equilíbri térmic fsse atingid? B EQUILÍBRIO TÉRMICO Resp.: Trca de calr!

Calr: definiçã Calr Energia térmica em trânsit. O calr é a energia térmica que flui espntaneamente d crp (u regiã) de mair temperatura para crp (u regiã) de menr temperatura até que se estabeleça equilíbri térmic, u seja, até que as temperaturas se igualem.

Temperatura e Calr Extra 1 (Enem 2010) Em nss ctidian, utilizams as palavras calr e temperatura de frma diferente de cm elas sã usadas n mei científic. Na linguagem crrente, calr é identificad cm alg quente e temperatura mede a quantidade de calr de um crp. Esses significads, n entant, nã cnseguem explicar diversas situações que pdem ser verificadas na prática. D pnt de vista científic, que situaçã prática mstra a limitaçã ds cnceits crriqueirs de calr e temperatura? a) A temperatura da água pde ficar cnstante durante temp em que estiver fervend. b) Uma mãe clca a mã na água da banheira d bebê para verificar a temperatura da água. c) A chama de um fgã pde ser usada para aumentar a temperatura da água em uma panela. d) A água quente que está em uma caneca é passada para utra caneca a fim de diminuir sua temperatura. e) Um frn pde frnecer calr para uma vasilha de água que está em seu interir cm menr temperatura d que a dele.

Escalas de Temperatura RELAÇÕES LINEARES TC 0 TF 32 100 0 212 32 T T 32 100 180 C F TC TF 32 5 9 TC 0 Tk 273 100 0 373 273 T T 273 100 100 C K T T 273 C K TC T 273 5 5 T 273 T 32 5 9 K K F? -273 0 ZERO ABSOLUTO RESUMINDO TC TK 273 TF 32 5 5 9

Escalas de Temperatura IMPORTANTE! C F K 40 104?? 40 T 32 5 9 F F 89 T 32 72 32 TF TF 104 F 30 86?? 30 T 32 5 9 F F 69 T 32 54 32 TF TF 86 F 20 20 T 32 5 9 68? F? F 49 T 32 36 32 TF TF 68 F RESUMINDO TC TK 273 TF 32 5 5 9

Escalas de Temperatura IMPORTANTE! C F K 40 104 313? TK 40 273 TK 313 K 30 86 303? TK 30 273 TK 303 K 20 68 293? T 20 273 TK K 293 K RESUMINDO TC TK 273 TF 32 5 5 9

Escalas de Temperatura IMPORTANTE! C F K 40 104 30 86 20 68 313 303 293 DT C = 10 C DT F = 18 F DT K = 10 K DT C = 10 C DT F = 18 F DT K = 10 K Cnclusões Uma variaçã de 10 C crrespnde a uma variaçã de 18 F. Lg, uma variaçã de 1 C crrespnde a uma variaçã de 1,8 F. Uma variaçã de 10 C crrespnde a uma variaçã de 10 K. Lg, uma variaçã de 1 C crrespnde a uma variaçã de 1 K. DT 1, 8 DT F C DT K DT C

Escalas de Temperatura IMPORTANTE! Crrespndência entre temperaturas RESUMINDO TC TK 273 TF 32 5 5 9 Crrespndência entre variações de temperaturas DT F K DT C DT 1, 8 DT C

Temperatura e Calr Exercíci 1 (UEM 2015) A relaçã entre as escalas termmétricas Celsius, Fahrenheit e Kelvin pde ser expressa pela seguinte equaçã matemática: TC TF 32 TK 273 5 9 5 nde t C é a temperatura em graus Celsius ( C), t F é a temperatura em graus Fahrenheit ( F) e t K é a temperatura em Kelvin (K). Cm relaçã a expst, assinale que fr crret. 01 Existe um valr numéric para qual a temperatura nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin é a mesma. Cnsiderand a relaçã matemática entre as três escalas, nã é pssível bter um valr numéric únic para qual a temperatura nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin seja a mesma. Entre duas escalas, simultaneamente, sim. Entre as três, nã.

Temperatura e Calr Exercíci 1 (UEM 2015) A relaçã entre as escalas termmétricas Celsius, Fahrenheit e Kelvin pde ser expressa pela seguinte equaçã matemática: TC TF 32 TK 273 5 9 5 nde t C é a temperatura em graus Celsius ( C), t F é a temperatura em graus Fahrenheit ( F) e t K é a temperatura em Kelvin (K). Cm relaçã a expst, assinale que fr crret. 02 Cnsidere um termômetr na escala Celsius e utr na escala Fahrenheit medind, simultaneamente, a temperatura de um mesm bjet. Se termômetr na escala Celsius está marcand uma temperatura negativa, entã termômetr na escala Fahrenheit sempre marcará uma temperatura negativa. T Cnsiderand t F = 0 C TF 32 T 0 32 5 ( 32) 160 F: C T C 5 9 5 9 9 9 17, 8 C Cnclusã: até t C -17,8 C terems temperaturas negativas na escala Celsius e psitivas na escala Fahrenheit. A partir daí, terems temperaturas negativas em ambas as escalas.

Temperatura e Calr Exercíci 1 (UEM 2015) A relaçã entre as escalas termmétricas Celsius, Fahrenheit e Kelvin pde ser expressa pela seguinte equaçã matemática: TC TF 32 TK 273 5 9 5 nde t C é a temperatura em graus Celsius ( C), t F é a temperatura em graus Fahrenheit ( F) e t K é a temperatura em Kelvin (K). Cm relaçã a expst, assinale que fr crret. 04 Cnsidere que uma pessa está cm febre quand sua temperatura crpral é mair que 37 C. Assim, quand uma pessa está cm 96,8 F, essa pessa está cm febre. Cnsiderand t F = 96,8 F: TC TF 32 TC 96, 8 32 9T C 5( 96, 8 32) 5 9 5 9 324 9TC 5( 64, 8) 9T C 324 T C 36 C 9 36 C nã caracteriza febre, segund enunciad.

Temperatura e Calr Exercíci 1 (UEM 2015) A relaçã entre as escalas termmétricas Celsius, Fahrenheit e Kelvin pde ser expressa pela seguinte equaçã matemática: TC TF 32 TK 273 5 9 5 nde t C é a temperatura em graus Celsius ( C), t F é a temperatura em graus Fahrenheit ( F) e t K é a temperatura em Kelvin (K). Cm relaçã a expst, assinale que fr crret. 08 Se um bjet sfre uma variaçã de temperatura de 15 C, entã ele sfrerá uma variaçã de 27 F. Cnsiderand Dt C = 15 C: 9 9 DTF DTC 15 27 F 5 5 93

Temperatura e Calr Exercíci 1 (UEM 2015) A relaçã entre as escalas termmétricas Celsius, Fahrenheit e Kelvin pde ser expressa pela seguinte equaçã matemática: TC TF 32 TK 273 5 9 5 nde t C é a temperatura em graus Celsius ( C), t F é a temperatura em graus Fahrenheit ( F) e t K é a temperatura em Kelvin (K). Cm relaçã a expst, assinale que fr crret. 16 25 C é equivalente a 77 F. Cnsiderand t C = 25 C: TC TF 32 5 9 25 T 32 5 9 5 F F T 32 9 59 TF 32 45 TF 32 45 32 TF T 77 F F SOMA = 8 + 16 = 24

Temperatura e Calr Exercíci 2 (Mackenzie 2014) Um internauta, cmunicand-se em uma rede scial, tem cnheciment de que naquele instante a temperatura em Nva Irque é θ NI = 68 F em Rma é θ RO = 291 K e em Sã Paul, θ SP = 25 C. Cmparand essas temperaturas, estabelece-se que: a) q NI < q RO < q SP b) q SP < q RO < q NI c) q RO < q NI < q SP d) q RO < q SP < q NI e) q NI < q SP < q RO Resluçã SÃO PAULO: TC 25 C NOVA IORQUE: TC TF 32 5 9 TC 68 32 T 36 T C C 4 5 9 5 9 5 TC 5 4 20 C ROMA: T T 273 C K TC 291 273 18 C q RO < q NI < q SP

Termômetrs Termômetr Grandeza termmétrica Dispsitiv capaz de determinar a temperatura a partir da medida de uma grandeza termmétrica. Qualquer grandeza física que varia em funçã da temperatura. Termômetrs medem a temperatura indiretamente. A rigr, medem uma grandeza termmétrica e, pela relaçã entre a temperatura e a grandeza termmétrica, é pssível estabelecer uma equaçã de cnversã entre a temperatura e a grandeza termmétrica. Essa equaçã calibra termômetr. O próxim exercíci exemplifica essa ideia!

Termômetrs Extra 2 Em um termômetr clínic de Hg, a cluna de mercúri assume valres de 5 cm e 35 cm ns pnts gel e vapr, respectivamente. Assumind uma relaçã linear entre a temperatura e a altura da cluna de Hg, determine: a) a equaçã termmétrica desse termômetr para a escala Celsius. b) a temperatura indicada pel termômetr para uma leitura de 15 cm. Resluçã a) RELAÇÕES LINEARES T 0 x 5 100 0 35 5 T x 5 100 30 10( x 5) T 3 Equaçã termmétrica! Quem é a grandeza termmétrica? Respsta: a altura da cluna de mercúri. b) T 10( x 5) 10 15 5 T ( ) 10 ( 10 ) T 100 3 3 3 3 100 T 3 33, 3 C

Termômetrs Exercíci 3 Um velh termômetr de Hg apresenta certa inexatidã em suas indicações. N gel fundente, ele indica 1 C e, n pnt vapr, ele indica 102 C. Determine: a) a equaçã de crreçã. b) a indicaçã d termômetr quand ele fr clcad em equilíbri térmic cm um ambiente a 35 C. c) cas exista, qual a temperatura que esse termômetr indicará crretamente? Resluçã a) RELAÇÕES LINEARES D ( 1) C 0 102 ( 1) 100 0 D 1 C 100 103 100 C D 1 103 ( ) b) C 100( D 1) 100( D 1) 35103 35 103 103 100 D1 36, 05 D 1 D 35, 05 C

Termômetrs Exercíci 3 Um velh termômetr de Hg apresenta certa inexatidã em suas indicações. N gel fundente, ele indica 1 C e, n pnt vapr, ele indica 102 C. Determine: a) a equaçã de crreçã. b) a indicaçã d termômetr quand ele fr clcad em equilíbri térmic cm um ambiente a 35 C. c) cas exista, qual a temperatura que esse termômetr indicará crretamente? Resluçã c) 100 C D 1 103 ( ) x 100 x 1 103 ( ) 103 x 100 ( x 1 ) 103 x 100 x 100 103 x 100 x 100 3x 100 C D 33, 33 C

Termômetrs Exercíci 4 (Unesp 2014) Para testar s cnheciments de termfísica de seus aluns, prfessr prpõe um exercíci de calrimetria n qual sã misturads 100 g de água líquida a 20 C cm 200 g de uma liga metálica a 75 C. O prfessr infrma que calr específic da água líquida é 1 cal/(g C) e da liga é 0,1 cal/(g X) nde X é uma escala arbitrária de temperatura, cuja relaçã cm a escala Celsius está representada n gráfic. Obtenha uma equaçã de cnversã entre as escalas X e Celsius e, cnsiderand que a mistura seja feita dentr de um calrímetr ideal, calcule a temperatura final da mistura, na escala Celsius, depis de atingid equilíbri térmic. Resluçã Para encntrar a equaçã de cnversã: qc 0 qx 25 10 0 85 25 qc qx 25 q q 25 C X 6q C q X 25 10 60 1 6 6qC 25 qx X C q 6q 25

Termômetrs Exercíci 4 (Unesp 2014) Para testar s cnheciments de termfísica de seus aluns, prfessr prpõe um exercíci de calrimetria n qual sã misturads 100 g de água líquida a 20 C cm 200 g de uma liga metálica a 75 C. O prfessr infrma que calr específic da água líquida é 1 cal/(g C) e da liga é 0,1 cal/(g X) nde X é uma escala arbitrária de temperatura, cuja relaçã cm a escala Celsius está representada n gráfic. Obtenha uma equaçã de cnversã entre as escalas X e Celsius e, cnsiderand que a mistura seja feita dentr de um calrímetr ideal, calcule a temperatura final da mistura, na escala Celsius, depis de atingid equilíbri térmic. Resluçã Enquant a temperatura na escala Celsius vai de 0 C a 10 C (Dt C = 10 0 = 10 C), na escala X ela vai de 25 X a 85 X (Dt X = 85 25 = 60 X). Lg, para cada 1 C de elevaçã na temperatura tems equivalente a 6 X. 1 C... 6 X Dt C... 1 X cal cal 01, 1 g C 6 06 cal g C Dt C 1/6 C cliga 0, 1, g X Até aqui a matéria pertence a cnteúd das aulas 1 e 2. Daqui para frente precisams de Calrimetria, assunt que virá bem mais adiante (aulas 7 a 10)!

Termômetrs Exercíci 4 (Unesp 2014) Para testar s cnheciments de termfísica de seus aluns, prfessr prpõe um exercíci de calrimetria n qual sã misturads 100 g de água líquida a 20 C cm 200 g de uma liga metálica a 75 C. O prfessr infrma que calr específic da água líquida é 1 cal/(g C) e da liga é 0,1 cal/(g X) nde X é uma escala arbitrária de temperatura, cuja relaçã cm a escala Celsius está representada n gráfic. Obtenha uma equaçã de cnversã entre as escalas X e Celsius e, cnsiderand que a mistura seja feita dentr de um calrímetr ideal, calcule a temperatura final da mistura, na escala Celsius, depis de atingid equilíbri térmic. Resluçã Supnd sistema termicamente islad, vale: Q 0 Q Q 0 Água Liga Água Água Água Liga Liga Liga m c DT m c DT 0 100 1( Teq 20) 200 0, 6( Teq 75) 0 1( Teq 20) 2 0, 6( Teq 75) 0 110 1( Teq 20) 1, 2( Teq 75) 0 1T eq 20 1, 2T eq 90 0 2, 2Teq 110 T eq 22, T eq 50 C

Escalas de Temperatura Extra 3 Um prfessr de ciências d Ensin Fundamental deveria aquecer certa quantidade de água desde 20 C até 80 C. Depis de iniciada a experiência, ele danificu termômetr de escala Celsius, pis termômetr caiu n chã. Send assim, prfessr teve de cntinuar sua atividade cm um termômetr na escala Fahrenheit. Em que indicaçã d nv termômetr ele deve parar a fim de interrmper aqueciment?

Escalas de Temperatura Extra 3 Um prfessr de ciências d Ensin Fundamental deveria aquecer certa quantidade de água desde 20 C até 80 C. Depis de iniciada a experiência, ele danificu termômetr de escala Celsius, pis termômetr caiu n chã. Send assim, prfessr teve de cntinuar sua atividade cm um termômetr na escala Fahrenheit. Em que indicaçã d nv termômetr ele deve parar a fim de interrmper aqueciment? Resluçã TC T 32 5 9 F F 80 T 32 TF 32 16 16 9 TF 32 144 TF 32 5 9 9 144 32 T F TF 176 F

Escalas de Temperatura Extra 4 O gráfic a seguir apresenta a relaçã entre a temperatura medida em uma escala de temperatura hiptética Pliedr ( P) e a temperatura medida na escala Celsius ( C), sb pressã nrmal. Determine a temperatura de fusã e de ebuliçã da água em P.

Escalas de Temperatura Extra 4 O gráfic a seguir apresenta a relaçã entre a temperatura medida em uma escala de temperatura hiptética Pliedr ( P) e a temperatura medida na escala Celsius ( C), sb pressã nrmal. Determine a temperatura de fusã e de ebuliçã da água em P. Resluçã Para calcular a temperatura de ebuliçã da água sb pressã nrmal basta lembrarms das relações lineares entre as escalas: 15 ( 35) 60 0 T ( 35) 100 0 EP 50 60 T 35 100 EP A temperatura de fusã da água sb pressã nrmal (P atm = 1 atm) pde ser lida diretamente n gráfic: T fusã = 0 C = - 35 P. 50 10 6( T 35) 500 6 TEP 210 EP 500 210 6 T EP 290 6TEP T ebuliçã = 100 C = 48,33 P.

Escalas de Temperatura Extra 5 (PUC- RJ 2010) Temperaturas pdem ser medidas em graus Celsius ( C) u Fahrenheit ( F). Elas têm uma prprçã linear entre si. Tems: 32 F = 0 C; 20 C = 68 F. Qual a temperatura em que ambs s valres sã iguais? a) 40 b) 20 c) 100 d) 40 e) 0

Escalas de Temperatura Extra 5 (PUC- RJ 2010) Temperaturas pdem ser medidas em graus Celsius ( C) u Fahrenheit ( F). Elas têm uma prprçã linear entre si. Tems: 32 F = 0 C; 20 C = 68 F. Qual a temperatura em que ambs s valres sã iguais? a) 40 b) 20 c) 100 d) 40 e) 0 Resluçã Para quem se lembrar da relaçã entre as escalas Celsius e Fahrenheit: TC T 32 5 9 5 9 F x x 32 9x 5( x 32) 9x 5x 160 9x 5x 160 4x 160 As escalas Celsius e Fahrenheit têm medidas numericamente cincidentes para a temperatura x = 40, u seja: T C = - 40 C e T F = - 40 F. Quem eventualmente nã se lembrar da relaçã entre as escalas Celsius e Fahrenheit pde usar a ideia das relações lineares: C F 20 68 x x 0 32 x 0 x 32 20 0 68 32 x x 32 20 36 x x 32 36x 20( x 32) 20 36 36x 20x 640 16x 640 x 40 Chegams à mesma respsta (bviamente)!