Questões de Vestibular de Física - Temperatura e Escalas Termométricas

Durante uma corrida de Formula Indy ou de Fórmula 1, os pilotos ficam sujeitos a um microambiente quente no cockpit que chega a atingir 50 ºC, gerado por diversas fontes de calor (do Sol, do motor, do terreno, do metabolismo cerebral, da atividade muscular etc.). Essa temperatura está muito acima da temperatura corporal média tolerável, por isso, eles devem se manter sempre com bom condicionamento físico.

As corridas de Fórmula Indy são mais tradicionais nos EUA, onde se adota a leitura da temperatura na escala Fahrenheit. Baseado nas informações apresentadas no texto, é correto afirmar que a temperatura do cockpit que um carro de Fórmula Indy chega a atingir durante a corrida, em grau Fahrenheit, é

Dados:

Temperatura de fusão do gelo = 32 ºF;

Temperatura de ebulição da água = 212 ºF.

Uma pessoa toma um banho de 20 minutos de duração, consumindo 300kg de água que escoam, a uma taxa constante, no interior de um aquecedor elétrico de fluxo contínuo que opera em regime estacionário durante todo o banho. Desprezando qualquer tipo de perda, determine a variação de temperatura, na escala fahrenheit, sofrida pela massa de água, desde a entrada até a saída do aquecedor, sabendo que ele possui um resistor de resistência elétrica igual a 40Ω que é percorrido por uma corrente elétrica de 25A.

Com o aumento do efeito estufa, a chuva ácida pode atingir a temperatura de 250 ºC.

Na escala Kelvin, esse valor de temperatura corresponde a:

Depois de ministrar o conteúdo sobre calor e temperatura, o professor divide os alunos em 4 grupos para que elaborem um resumo sobre suas principais conclusões a respeito dos fundamentos desses conceitos.

I. Sabemos que calor é uma das formas de energia que se propaga na forma de ondas eletromagnéticas. Num meio material, o calor pode se propagar por condução ou convecção. Os termômetros medem o grau de agitação das moléculas, grandeza que caracteriza a temperatura do corpo;

II. O termômetro é um instrumento que quantifica o calor contido num corpo. Quanto maior a temperatura do corpo, mais calor ele tem armazenado. Quando o corpo com mais calor entra em contato com outro com quantidade menor de calor, observa-se uma troca de calor entre eles;

III. O calor é uma energia em trânsito em função da diferença de temperatura entre 2 ou mais corpos. O calor flui do corpo com menor temperatura para o corpo que apresenta maior temperatura. Os termômetros no Brasil utilizam a escala Celsius, que é dividida por 180;

IV. A temperatura absoluta do corpo, dada na escala Kelvin, é obtida através de um termômetro a gás que mede o calor propagado pelo corpo. Ou seja, apenas o termometro a gás mede o calor absoluto do corpo.

Assinale a alternativa que apresenta o(s) resumo(s) com conceitos CORRETOS.

Leve em conta ainda os dados mostrados no gráfico da questão anterior, referentes à temperatura da água (T ) em função da profundidade ( d ). Considere um volume cilíndrico de água cuja base tem área A = 2 m² , a face superior está na superfície a uma temperatura constante T_A e a face inferior está a uma profundidade d a uma temperatura constante T_B , como mostra a figura a seguir. Na situação estacionária, nas proximidades da superfície, a temperatura da água decai linearmente em função de d , de forma que a taxa de transferência de calor por unidade de tempo ( Φ ), por condução da face superior para a face inferior, é aproximadamente constante e dada por , em que é a condutividade térmica da água. Assim, a razão é constante para todos os pontos da região de queda linear da temperatura da água mostrados no gráfico apresentado. Utilizando as temperaturas da água na superfície e na profundidade d do gráfico e a fórmula fornecida, conclui-se que, na região de queda linear da temperatura da água em função de d , Φ é igual a