Termometria - Resumo Física Básica PDF

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Resumo de termometria básica...

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TERMOMETRIA → é a parte da termologia que estuda a medição da temperatura através de processos indiretos * TEMPERATURA: → as partículas constituintes da matéria estão em constante vibração, o que pode-se entender como “agitação térmica → a temperatura é a medida do nível de agitação térmica de um corpo ou medida do nível de energia térmica, por partícula, de um corpo ou de um sistema físico ↑ agitação térmica = ↑ temperatura → determinados corpos apresentam características físicas que podem se alterar à medida em que a agitação térmica das partículas constituintes da matéria se altera, como: o comprimento de uma barra o volume de um líquido a resistência elétrica de um condutor a pressão de um gás dois corpos com a mesma agitação térmica = dois corpos com a mesma temperatura * EQUILÍBRIO TÉRMICO: → dois corpos em contato estão na mesma temperatura, ou seja, possuem o mesmo estado de agitação de partículas CALOR ≠  TEMPERATURA → medida de agitação das partículas ↪ energia térmica em trânsito que só existe quando dois corpos em diferentes temperaturas interagem de forma térmica → desloca-se do corpo de maior temperatura para o de menor temperatura ↪ é um fluxo de energia com sentido único e obrigatório (só existe enquanto o equilíbrio térmico não é estabelecido) * PONTOS FIXOS:

→ 1742 →   Anders Celsius →  1) PONTO GELO (PG): gelo fundente, ou seja, em equilíbrio térmico com a água líquida; 2) PONTO VAPOR (PV): água em ebulição, ou seja, vapor em equilíbrio térmico com água líquida. * ESCALAS RELATIVAS DE TEMPERATURA: ↙ ↘ Celsius Fahrenheit ESCALA CELSIUS

ESCALA FAHRENHEIT

PG = 0 ºC PV = 100 ºC

PG = 32 ºF PV = 212 ºF

↓ há 100 divisões entre PG e PV (variação de 100 º entre PG e PV)

↓ há 180 divisões entre PG e PV (variação de 180 º entre PG e PV)

↪ pressão = 1 atm ↩ * ESCALA ABSOLUTA DE TEMPERATURA: ↓ Kelvin → Lord Kelvin percebeu, no século XIX, que o volume ocupado por uma determinada amostra de gás aumentaria com a elevação da temperatura, quando se mantinha temperatura constante → a escala Kelvin é baseada no ZERO ABSOLUTO (estado térmico de zero agitação molecular → as partículas não possuem energia de vibração → “menor temperatura possível”) →na escala KELVIN →zero absoluto ≅ -273,15 ºC ↪ a variação entre PG e PV na escala Kelvin é a mesma da escala Celsius → o PG na escala Kelvin é de 273 K, enquanto o PV é de 373 K (variação de 100 º)

não se utiliza o símbolo “º” na escala Kelvin, visto que, convencionalmente, tal denominação por si só já indica uma medição de temperatura → Fórmulas de conversão entre escalas: Tc = Tk - 273 Tc = 5Tf  - 160 9 E, para converter variações de temperatura… ΔTf = ΔTc  = ΔTk 180 100 100 Exercícios 1) Em um dia de sol, um aluno resolve tomar um refrigerante. Vai até a geladeira e retira uma latinha que estava a 5 ºC. a) Qual a temperatura da latinha nas escalas Fahrenheit e Kelvin? Tc = Tk - 273 Tc = 5Tf  - 160 9

→

5 = Tk - 273 → Tk = 278 K 5Tf  - 160 = 5 → 5Tf = 205 → Tf = 41ºC 9

b) Se o aluno, antes de abrir o refrigerante, deixá-lo em cima de uma mesa até que sua temperatura atinja 30 ºC, qual será a variação de temperatura nas escalas Fahrenheit e Kelvin?

ΔTk = ΔTc = 25 K  ΔTf  = 180(25) → ΔTf = 45ºC ΔTf = ΔTc  → 180 100 100 * TERMÔMETROS Termômetro de mercúrio → a propriedade termométrica do termômetro de mercúrio é a altura da coluna de líquido em um capilar →o mercúrio é o metal utilizado neste termômetro porque ele: se dilata uniformemente com a temperatura; se apresenta em estado líquido em uma ampla variação de temperatura (seus extremos são -38 ºC e 360 ºC); pode ser obtido em excelente estado de pureza; é opaco e tem cor contrastante com a cor do vidro, o que facilita a leitura; não deixa resíduos aderentes no vidro, de modo que a massa de mercúrio que participa das medições permanece constante.

↪ TERMÔMETRO CLÍNICO: mede entre 34 ºC e 43 ºC, sendo utilizado apenas para medir a temperatura do corpo humano o estrangulamento perto do bulbo do termômetro permite a passagem do mercúrio quando da sua dilatação (devido à transmissão de calor do corpo humano, mais quente, para o metal, mais frio, o que aumenta a agitação das moléculas deste e faz com que ele dilate), mas não seu retorno quando se contrai (quando esfria novamente após se afastar do corpo, a fonte de calor que o fez “esquentar”) → o termômetro continua indicando a temperatura mesmo após seu afastamento do corpo (para que volte ao normal, deve-se sacudi-lo repetidamente) Exercícios 1) Qual a temperatura em que as escalas Celsius e Fahrenheit assumem valores iguais? Tc = 5Tf  - 160 9 x = 5x  - 160 → 4x = -160 → x  = -40 9 2  ) Qual a temperatura cuja indicação na escala Fahrenheit supera em 100 unidades a correspondente escalação na escala Celsius?

 c=x T Tf = x + 100 x = 5(x + 100) - 160 → 9x = 5x + 500 - 160 →4x = 340 → x = 170 → 9 2 x = 85 ºC  3) a) Um corpo sofre um aquecimento de 40 ºC. Se esse aquecimento fosse acompanhado pela escala Fahrenheit, qual seria a variação de temperatura? 40  =  x  → x  = 7200 → x = 72 ºC 100 180 100 b) E se fosse acompanhado pela escala Kelvin? x = 40 K (a variação em K é igual em ºC) 4) Sob pressão atmosférica normal, um termômetro graduado na escala Celsius e o outro numa escala termométrica arbitrária A se relacionam segundo o gráfico a seguir:

Qual a temperatura de ebulição da água na escala A? 90 ºC -------- 100 ºA 40 ºC --------- 0 ºA 100 ºC -------- x

→

 90 - 40 =  100  - 0 → 50 = 1  00 → 100 - 40 x-0 60 x  00 = x → x = 120 ºA 6 5...