Um termômetro é encerrado dentro de um bulbo de vidro onde faz vácuo. Suponha que o vácuo seja perfeito e que o termômetro esteja marcando a temperatura ambiental, 25º. Depois de algum tempo, a temperatura ambiental se eleva a 30ºC. Observa-se, então, que a marcação do termômetro:
a) mantém-se a 25ºC qualquer que seja a temperatura ambiental
b) tende a reduzir-se continuamente, independente da temperatura ambiental
c) eleva-se também e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente
d) tende a atingir o valor mínimo da escala de termômetro.
a) mantém-se a 25ºC qualquer que seja a temperatura ambiental
b) tende a reduzir-se continuamente, independente da temperatura ambiental
c) eleva-se também e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente
d) tende a atingir o valor mínimo da escala de termômetro.
Passo 1
Beleza! Vamos resolver essa questão juntos. O enunciado fala sobre um termômetro dentro de um bulbo de vidro com vácuo perfeito. A temperatura inicial é de 25ºC, e depois sobe para 30ºC. Precisamos entender como a marcação do termômetro reage a essa mudança. O conteúdo aqui envolve termometria e equilíbrio térmico. Vamos precisar entender como os termômetros respondem às mudanças de temperatura em ambientes isolados.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa ter um bulbo de vidro com vácuo perfeito. Um vácuo perfeito não tem partículas, então não há condução ou convecção de calor através dele. Isso significa que o único modo de transferência de calor para o termômetro é por radiação.
Passo 3
Agora, considerando que o termômetro está marcando 25ºC inicialmente, isso indica que ele estava em equilíbrio térmico com o ambiente. Quando a temperatura ambiental sobe para 30ºC, o ambiente está mais quente e, como o vácuo não permite transferência de calor por condução ou convecção, o termômetro deverá ajustar sua temperatura apenas por radiação até alcançar o novo equilíbrio.
Passo 4
Explicando o equilíbrio térmico: quando dois corpos estão em contato térmico, eles trocam calor até atingirem a mesma temperatura. No caso do vácuo perfeito, a troca ocorre somente por radiação, mas o princípio do equilíbrio permanece. Assim, o termômetro vai absorver a radiação extra ou emitir menos, ajustando sua temperatura para igualar a do ambiente.
Passo 5
Portanto, ao subir a temperatura ambiente para 30ºC, o termômetro não vai ficar parado nem reduzir sua marcação. Em vez disso, ele vai responder à nova temperatura irradiada pelo ambiente e ajustar sua leitura para refletir a nova temperatura.
Resposta
A alternativa correta é a c) eleva-se também e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.