(CESGRANRIO) Nos laboratórios de Física de baixas temperaturas, é comum o uso de hélio líquido como fluido refrigerante. A temperatura de ebulição normal do hélio é 4,2 \mathrm{~K}. Como se expressa essa temperatura na escala Celsius?
a) -277^{\circ} \mathrm{C}
b) -269^{\circ} \mathrm{C}
c) -196^{\circ} \mathrm{C}
d) 42^{\circ} \mathrm{C}

Passo 1

O enunciado dá a temperatura de ebulição normal do hélio: 4,2\\ \mathrm{K}, e pede que essa temperatura seja expressa na escala Celsius. As alternativas são:
a) -277^{\circ}\mathrm{C}
b) -269^{\circ}\mathrm{C}
c) -196^{\circ}\mathrm{C}
d) 42^{\circ}\mathrm{C}

Passo 2

Fórmula de conversão entre Kelvin e Celsius: explicar por que ela vale. A escala Kelvin tem o mesmo tamanho de grau que a escala Celsius, apenas com zero deslocado. O zero absoluto corresponde a -273,15^{\circ}\mathrm{C}. Por isso, para converter de Kelvin para Celsius usa-se a relação
T_{\mathrm{C}} = T_{\mathrm{K}} - 273,15.
Aqui T_{\mathrm{C}} é a temperatura em graus Celsius e T_{\mathrm{K}} é a temperatura em Kelvin.

Passo 3

Aplicar a fórmula ao valor dado. Substituindo T_{\mathrm{K}} = 4,2\\ \mathrm{K}:
T_{\mathrm{C}} = 4,2 - 273,15 = -(273,15 - 4,2).
Calcule a diferença:
273,15 - 4,2 = 268,95,
logo
T_{\mathrm{C}} = -268,95^{\circ}\mathrm{C}.

Passo 4

Arredondamento e correspondência com as alternativas. Arredondando -268,95^{\circ}\mathrm{C} para o grau inteiro mais próximo obtém-se -269^{\circ}\mathrm{C}, que corresponde à alternativa (b).

Passo 5

Verificação rápida das outras alternativas para não cair em armadilhas: -277^{\circ}\mathrm{C} está muito abaixo, -196^{\circ}\mathrm{C} é temperatura de nitrogênio líquido (não de hélio) e 42^{\circ}\mathrm{C} é temperatura positiva, incompatível com um valor em Kelvin tão baixo. Portanto (b) é a única coerente.

Passo 6

Dica para prova: para converter Kelvin para Celsius subtraia aproximadamente 273. Se precisar de mais precisão subtraia 273,15. Isso costuma ser rápido e seguro no vestibular. Força aí — você consegue!

Resposta

b) -269^{\circ}\mathrm{C}

Exercícios relacionados