(UF-RS) Qual das substâncias da tabela é a mais indicada para substância termométrica em um termômetro cuja escala permita leituras entre -50^{\circ} \mathrm{C} e 50^{\circ} \mathrm{C} ?
Substância Ponto de fusão (°C) Ponto de ebulição (°C)
água 0 100
éter -114 34,5
mercúrio -39 357
álcool -114 78,3
parafina 60 300
a) água
b) éter
c) mercúrio
d) álcool
e) parafina

Passo 1

O enunciado pede: escolher, entre as substâncias da tabela (peguei os números da tabela fornecida), qual é a mais indicada como substância termométrica para um termômetro cuja escala permite leituras entre -50^{\circ}\mathrm{C} e 50^{\circ}\mathrm{C}. As substâncias e seus pontos (peguei da tabela) são:
  • água: ponto de fusão 0^{\circ}\mathrm{C}, ponto de ebulição 100^{\circ}\mathrm{C};
  • éter: ponto de fusão -114^{\circ}\mathrm{C}, ponto de ebulição 34,5^{\circ}\mathrm{C};
  • mercúrio: ponto de fusão -39^{\circ}\mathrm{C}, ponto de ebulição 357^{\circ}\mathrm{C};
  • álcool: ponto de fusão -114^{\circ}\mathrm{C}, ponto de ebulição 78,3^{\circ}\mathrm{C};
  • parafina: ponto de fusão 60^{\circ}\mathrm{C}, ponto de ebulição 300^{\circ}\mathrm{C}.

Passo 2

Princípio básico que vamos usar (explicadinho): para que uma substância sirva como líquido termométrico em uma dada escala, ela precisa permanecer no estado líquido para toda a faixa de temperaturas que o termômetro mede. Ou seja:
  • o ponto de fusão (temperatura de solidificação) deve ser menor do que o menor valor da escala (a substância não pode congelar dentro da faixa);
  • o ponto de ebulição deve ser maior do que o maior valor da escala (a substância não pode ferver dentro da faixa).
    Em símbolos: se a faixa for de \,T_{\min} a \,T_{\max}, precisamos de
\text{ponto de fusão} < T_{\min} \qquad\text{e}\qquad \text{ponto de ebulição} > T_{\max}.ãçã
Aqui T_{\min}=-50^{\circ}\mathrm{C} e T_{\max}=50^{\circ}\mathrm{C}.

Passo 3

Verificação para a água (usei os valores da tabela).
  • Ponto de fusão: 0^{\circ}\mathrm{C}. Como 0^{\circ}\mathrm{C} > -50^{\circ}\mathrm{C}, a água estaria congelada em temperaturas abaixo de 0^{\circ}\mathrm{C}, logo congelaria bem dentro da faixa (por exemplo em -50^{\circ}\mathrm{C}). Portanto água NÃO é adequada.

Passo 4

Verificação para o éter (valores da tabela).
  • Ponto de fusão: -114^{\circ}\mathrm{C}. Isso é menor que -50^{\circ}\mathrm{C}, então não congela na extremidade fria — ótimo nesse quesito.
  • Ponto de ebulição: 34,5^{\circ}\mathrm{C}. Isso é menor que 50^{\circ}\mathrm{C}, portanto o éter começaria a ferver antes de atingir a extremidade quente da escala. Logo éter NÃO é adequado.

Passo 5

Verificação para o mercúrio (valores da tabela).
  • Ponto de fusão: -39^{\circ}\mathrm{C}. Isso é maior que -50^{\circ}\mathrm{C}, ou seja, em -50^{\circ}\mathrm{C} o mercúrio estaria sólido. Portanto mercúrio NÃO é adequado para essa faixa, apesar do seu alto ponto de ebulição.

Passo 6

Verificação para o álcool (valores da tabela).
  • Ponto de fusão: -114^{\circ}\mathrm{C}. Isso é menor que -50^{\circ}\mathrm{C} — não congela na extremidade fria.
  • Ponto de ebulição: 78,3^{\circ}\mathrm{C}. Isso é maior que 50^{\circ}\mathrm{C} — não ferve na extremidade quente.
    Portanto o álcool permanece líquido em toda a faixa -50^{\circ}\mathrm{C} a 50^{\circ}\mathrm{C}, satisfazendo as condições necessárias.

Passo 7

Verificação para a parafina (valores da tabela).
  • Ponto de fusão: 60^{\circ}\mathrm{C}. Isso é maior que 50^{\circ}\mathrm{C}, ou seja, a parafina estaria sólida já antes da extremidade quente da escala. Logo parafina NÃO é adequada.

Passo 8

Conclusão comparativa e observação final: entre todas as substâncias, apenas o álcool tem ponto de fusão suficientemente baixo ( -114^{\circ}\mathrm{C}) e ponto de ebulição suficientemente alto ( 78,3^{\circ}\mathrm{C}) para permanecer líquido durante toda a faixa -50^{\circ}\mathrm{C} a 50^{\circ}\mathrm{C}. Assim, o álcool é a escolha correta. (Comentário amigo: por isso termômetros para baixas temperaturas costumam usar álcool colorido — ele não congela tão cedo e não ferve na faixa que interessa.)

Resposta

d) álcool