O texto a seguir foi extraído de uma matéria sobre congelamento de cadáveres para sua preservação por muitos anos, publicada no jornal O Estado de S. Paulo de 21.07.2002. Após a morte clínica, o corpo é resfriado com gelo. Uma injeção de anticoagulantes é aplicada e um fluido especial é bombeado para o coração, espalhando-se pelo corpo e empurrando para fora os fluidos naturais. O corpo é colocado numa câmara com gás nitrogênio, onde os fluidos endurecem em vez de congelar. Assim que atinge a temperatura de
, o corpo é levado para um tanque de nitrogênio líquido, onde fica de cabeça para baixo.
Na matéria, não consta a unidade de temperatura usada. Considerando que o valor indicado de
esteja correto e que pertença a uma das escalas, Kelvin, Celsius ou Fahrenheit, pode-se concluir que foi usada a escala:
a) Kelvin, pois trata-se de um trabalho científico e esta é a unidade adotada pelo Sistema Internacional.
b) Fahrenheit, por ser um valor inferior ao zero absoluto e, portanto, só pode ser medido nessa escala.
c) Fahrenheit, pois as escalas Celsius e Kelvin não admitem esse valor numérico de temperatura.
d) Celsius, pois só ela tem valores numéricos negativos para a indicação de temperaturas.
e) Celsius, por tratar-se de uma matéria publicada em língua portuguesa e essa ser a unidade adotada oficialmente no Brasil.
Na matéria, não consta a unidade de temperatura usada. Considerando que o valor indicado de
a) Kelvin, pois trata-se de um trabalho científico e esta é a unidade adotada pelo Sistema Internacional.
b) Fahrenheit, por ser um valor inferior ao zero absoluto e, portanto, só pode ser medido nessa escala.
c) Fahrenheit, pois as escalas Celsius e Kelvin não admitem esse valor numérico de temperatura.
d) Celsius, pois só ela tem valores numéricos negativos para a indicação de temperaturas.
e) Celsius, por tratar-se de uma matéria publicada em língua portuguesa e essa ser a unidade adotada oficialmente no Brasil.
Passo 1
O enunciado dá uma temperatura escrita como
, sem especificar a escala, e pede que se conclua qual das três escalas (Kelvin, Celsius ou Fahrenheit) foi usada, escolhendo entre as alternativas (a) a (e). Informações relevantes fornecidas no texto:
- Valor indicado:
(unidade não informada). - Contexto do texto: fala em nitrogênio líquido e conservação do corpo a baixas temperaturas.
O objetivo aqui é determinar, por comparação entre as escalas e pela plausibilidade física, qual escala torna o númerocompatível com uma temperatura real.
Passo 2
Apresentar as definições e limites físicos das escalas (a teoria necessária).
- Escala Kelvin: a temperatura absoluta; por definição o zero absoluto é
. Portanto
- Escala Celsius: deslocamento da escala Kelvin; a relação é
logo o zero absoluto em Celsius é
Isso significa que temperaturas menores (numericamente) que
são fisicamente impossíveis.
- Escala Fahrenheit: relacionada à Celsius por
O zero absoluto em Fahrenheit é aproximadamente
Observação pedagógica: essas fórmulas dizem como converter entre as escalas. Em cada igualdade, as variáveis representam a temperatura no sistema indicado (por exemplo,
é a temperatura medida em graus Celsius).
Passo 3
Testar a hipótese Kelvin.
- Pela definição, não existem temperaturas negativas em Kelvin;
não pode ser . Portanto a escala Kelvin é imediatamente descartada. Assim a alternativa (a) está incorreta.
Passo 4
Testar a hipótese Celsius.
- Se fosse
, comparando com o zero absoluto em Celsius:
ou seja,
seria menor que o zero absoluto, o que é fisicamente impossível. Logo a escala Celsius também é incompatível com o número indicado. Isso descarta as alternativas (d) e (e) que afirmam ser Celsius.
Passo 5
Testar a hipótese Fahrenheit (fazer a conversão e verificar plausibilidade).
- Converter
para Celsius usando
Substituindo
:
Arredondando para uso prático,
corresponde a aproximadamente
.
- Converter para Kelvin:
ou seja, positivo e fisicamente admissível.
Passo 6
Relacionar com o contexto (checar consistência com nitrogênio líquido).
- O ponto de ebulição do nitrogênio à pressão atmosférica é aproximadamente
, que em Fahrenheit é cerca de . O enunciado menciona nitrogênio líquido; portanto a temperatura bate perfeitamente com (temperatura do nitrogênio líquido) se interpretada como . Isso confirma que a única escala entre as três citadas que torna o número físico e consistente com o texto é a escala Fahrenheit.
Passo 7
Conclusão lógica final: das três escalas possíveis, Kelvin e Celsius são incompatíveis com
(Kelvin porque não admite negativo; Celsius porque
estaria abaixo do zero absoluto), enquanto
corresponde a aproximadamente
e
, valor fisicamente possível e coerente com nitrogênio líquido. Portanto a alternativa correta é a que indica Fahrenheit e justifica por exclusão das outras escalas.
Resposta
c)