QUESTÃO 1: Analise as seguintes afirmações sobre conceitos fundamentais de termometria e escalas de temperatura:
I. A escala Kelvin é uma escala absoluta, pois seu ponto zero ( 0 K ) corresponde ao estado de mínima energia cinética das partículas de um sistema, conhecido como zero absoluto.
II. A escala Celsius é definida com base em dois pontos fixos:
para o ponto de fusão do gelo e
para o ponto de ebulição da água, ambos sob pressão atmosférica normal.
III. Uma variação de 1 grau Celsius (
) é equivalente, em magnitude, a uma variação de 1 grau Fahrenheit (
), embora seus pontos zero sejam diferentes.
Avalie as afirmações e assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
a)
b) V, V, F
c) V, F, V
d) F, V, F
e) F, F, V
I. A escala Kelvin é uma escala absoluta, pois seu ponto zero ( 0 K ) corresponde ao estado de mínima energia cinética das partículas de um sistema, conhecido como zero absoluto.
II. A escala Celsius é definida com base em dois pontos fixos:
III. Uma variação de 1 grau Celsius (
a)
b) V, V, F
c) V, F, V
d) F, V, F
e) F, F, V
Passo 1
O enunciado pede que eu avalie a veracidade das três afirmações I, II e III sobre escalas de temperatura e assinale a alternativa correta. As afirmações são:
I. A escala Kelvin é uma escala absoluta, pois seu ponto zero (
) corresponde ao estado de mínima energia cinética das partículas de um sistema, conhecido como zero absoluto.
II. A escala Celsius é definida com base em dois pontos fixos:
para o ponto de fusão do gelo e
para o ponto de ebulição da água, ambos sob pressão atmosférica normal.
III. Uma variação de
é equivalente, em magnitude, a uma variação de
, embora seus pontos zero sejam diferentes.
Informações relevantes dadas pelo enunciado: as três afirmações acima devem ser julgadas como verdadeiras (V) ou falsas (F) e então escolher a sequência correta entre as alternativas (a)–(e).
Passo 2
Analisando a afirmação I: o que significa “escala absoluta” e “zero absoluto”.
- Uma escala absoluta de temperatura tem origem em um ponto em que a energia térmica mínima possível é atingida; na física clássica isso corresponde ao mínimo de energia cinética das partículas no sistema.
- O zero absoluto é esse ponto limite e é representado por
na escala Kelvin. - Em termos práticos e conceituais, a escala Kelvin é construída de forma que aí o zero é o zero absoluto e as temperaturas positivas medem energia térmica acima desse mínimo.
- A afirmação I diz exatamente isso: que
corresponde ao zero absoluto / estado de mínima energia cinética.
Conclusão do passo: a afirmação I é verdadeira (V).
Passo 3
Analisando a afirmação II: definição clássica da escala Celsius.
- A escala Celsius, em seu uso tradicional, é baseada em dois pontos de referência medidos à pressão atmosférica normal (ou seja, pressão ao nível do mar aproximadamente
): -
corresponde ao ponto de fusão (derretimento) do gelo (água sólida → água líquida). -
corresponde ao ponto de ebulição da água (água líquida → vapor) sob pressão atmosférica normal.
-
- Observação técnica (didática): atualmente a definição do grau Celsius no Sistema Internacional de Unidades é ligada à escala Kelvin e ao ponto triplo da água, mas a formulação do enunciado menciona explicitamente “sob pressão atmosférica normal”, que é a definição clássica e aceita em muitos exercícios e provas intro; portanto a frase do enunciado está correta no sentido pedido.
Conclusão do passo: a afirmação II é verdadeira (V).
Passo 4
Analisando a afirmação III: comparar variações de temperatura em Celsius e Fahrenheit.
- A relação linear entre temperatura em Fahrenheit
e em Celsius é dada por:
Aqui
e
são as leituras numéricas nas respectivas escalas; o termo
é o deslocamento devido aos zeros diferentes das escalas e o fator
é a razão entre os tamanhos das unidades de grau.
- Quando consideramos apenas uma variação (diferença) de temperatura, o termo constante
desaparece. Se é uma variação em Celsius e a variação correspondente em Fahrenheit, temos:
- Substituindo
:
Logo, uma variação de
corresponde a uma variação de
, e não a
.
Conclusão do passo: a afirmação III é falsa (F).
Passo 5
Juntando as conclusões: I é V, II é V, III é F. A sequência correta é
. Isso corresponde à alternativa (b).
Resposta
b) V, V, F