Exercícios sobre escalas termométricas

As escalas termométricas desempenham um papel fundamental na medição e expressão da temperatura. Sendo assim, elas fornecem uma maneira padronizada de quantificar o calor e são utilizadas em uma variedade de contextos, desde o controle de temperatura em ambientes domésticos até experimentos científicos avançados.

Neste artigo, exploraremos exercícios práticos relacionados às escalas termométricas, com foco nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. 

Além disso, através desses exercícios, você terá a oportunidade de aprimorar suas habilidades de conversão entre as escalas, comparar temperaturas em diferentes sistemas e aplicar conceitos de escalas termométricas em situações reais.

Introdução às escalas termométricas

As escalas termométricas são utilizadas para medir e expressar a temperatura. Contudo, existem várias escalas termométricas, sendo as mais comuns a escala Celsius, a escala Fahrenheit e a escala Kelvin. 

Exercício 1: Converter de Celsius para Fahrenheit

Para converter uma temperatura da escala Celsius para a escala Fahrenheit, podemos utilizar a fórmula:

F = (C × 9/5) + 32

Vamos aplicar essa fórmula em um exercício:

Suponha que a temperatura em graus Celsius seja 25 °C. Portanto, vamos calcular a temperatura equivalente em graus Fahrenheit.

F = (25 × 9/5) + 32

F = 45 + 32

Neste caso, F = 77

Portanto, 25 °C é igual a 77 °F.

Exercício 2: Converter de Fahrenheit para Celsius

A fórmula para converter uma temperatura da escala Fahrenheit para a escala Celsius é:

C = (F – 32) × 5/9

Desse modo, vamos resolver um exercício para converter 98 °F para graus Celsius.

C = (98 – 32) × 5/9

Desse modo, C = 66 × 5/9

C = 330/9

Portanto, C ≈ 36.67

Logo, 98 °F é aproximadamente igual a 36.67 °C.

Escala Kelvin

A escala Kelvin é uma escala absoluta de temperatura, utilizada principalmente em contextos científicos. Por isso, nessa escala, zero absoluto é definido como a temperatura mais baixa possível, onde as partículas não possuem movimento térmico.

Exercício 3: Converter de Celsius para Kelvin

Para converter uma temperatura da escala Celsius para a escala Kelvin, basta adicionar 273.15 ao valor em graus Celsius. Sendo assim, vamos praticar com um exercício:

Converta a temperatura de 30 °C para a escala Kelvin.

K = 30 + 273.15

K ≈ 303.15

Portanto, 30 °C é aproximadamente igual a 303.15 K.

Exercício 4: Converter de Kelvin para Celsius

Para converter uma temperatura da escala Kelvin para a escala Celsius, subtraímos 273.15 do valor em Kelvin. Sendo assim, vamos resolver um exercício:

Converta a temperatura de 350 K para graus Celsius.

C = 350 – 273.15

C ≈ 76.85

Logo, 350 K é aproximadamente igual a 76.85 °C.

Comparação entre as Escalas Termométricas

As escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin têm diferentes pontos de referência e variações de unidade. Vamos explorar um exercício para comparar temperaturas nessas escalas.

Exercício 5: comparar temperaturas em diferentes escalas

Considere as seguintes temperaturas: 25 °C, 77 °F e 298 K. Qual delas representa a maior temperatura?

Para comparar as temperaturas em diferentes escalas, precisamos converter todas as temperaturas para a mesma escala. Vamos converter cada uma delas para a escala Celsius e, em seguida, determinar a maior temperatura.

Convertendo 77 °F para Celsius:

C = (77 – 32) × 5/9

C ≈ 25

Convertendo 298 K para Celsius:

C = 298 – 273.15

C ≈ 24.85

Agora temos todas as temperaturas na escala Celsius: 25 °C, 25 °C e 24.85 °C.

Portanto, podemos concluir que 25 °C e 77 °F representam a mesma temperatura, que é maior do que 24.85 °C.

Exercício 6: Resolver problemas com escalas termométricas

Agora, vamos praticar a resolução de problemas envolvendo as escalas termométricas.

Suponha que a temperatura ambiente seja de 20 °C. Converta essa temperatura para Fahrenheit e Kelvin.

Convertendo 20 °C para Fahrenheit:

F = (20 × 9/5) + 32

Sendo assim, F = 36 + 32

F = 68

Portanto, 20 °C é igual a 68 °F.

Convertendo 20 °C para Kelvin:

K = 20 + 273.15

K ≈ 293.15

Portanto, 20 °C é aproximadamente igual a 293.15 K.

Exercícios de Aplicação

Agora, vamos resolver exercícios que envolvem aplicação dos conceitos de escalas termométricas em situações práticas.

Exercício 7: Calcular variações de temperatura em diferentes escalas

Um dia começa com uma temperatura de 15 °C e ao longo do dia, a temperatura aumenta em 20 °C. Calcule a variação de temperatura em Fahrenheit e Kelvin.

Variação em Fahrenheit:

ΔF = 20 × 9/5

ΔF = 36

Portanto, a variação de temperatura em Fahrenheit é de 36 °F.

Variação em Kelvin:

ΔK = 20

A variação de temperatura em Kelvin é a mesma que em graus Celsius, pois as escalas têm a mesma unidade de variação.

Portanto, a variação de temperatura em Kelvin é de 20 K.

Exercício 8: Aplicar conceitos de escalas termométricas em situações práticas

Um cientista está conduzindo uma experiência em um laboratório e registra a temperatura em diferentes momentos. Os registros são: 25 °C, 68 °F e 298 K. O cientista precisa calcular a média das temperaturas registradas. Como ele pode fazer isso?

Para calcular a média das temperaturas registradas, o cientista precisa convertê-las para a mesma escala e, em seguida, calcular a média.

Convertendo 68 °F para Celsius:

C = (68 – 32) × 5/9

C ≈ 20

Convertendo 298 K para Celsius:

C = 298 – 273.15

C ≈ 24.85

Agora, temos todas as temperaturas na escala Celsius: 25 °C, 20 °C e 24.85 °C.

Calculando a média:

Para calcular a média das temperaturas, somamos os valores e dividimos pelo número de termos:

Média = (25 + 20 + 24.85) / 3

Média ≈ 23.95 °C

Portanto, a média das temperaturas registradas é de aproximadamente 23.95 °C.

Dominar o conhecimento sobre as escalas termométricas permite uma compreensão mais precisa e abrangente da temperatura, facilitando a comunicação e o entendimento de fenômenos térmicos. Portanto, pratique os exercícios apresentados neste artigo e continue a explorar e aprofundar seu conhecimento sobre escalas termométricas e suas aplicações.

Perguntas frequentes sobre escalas termométricas