Termodinamica

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Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

Problemas Resolvidos de Física

HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE
JANEIRO, 1996.
FÍSICA 2
CAPÍTULO 19 – TEMPERATURA

05. Um termômetro de resistência é aquele que utiliza a variação da resistência elétrica com a
temperatura de uma substância. Podemos definir as temperaturas medidas por essetermômetro,
em Kelvins (K), como sendo diretamente proporcionais às resistência R, medida ohms ( ). Um
certo termômetro de resistência, quando seu bulbo é colocado na água à temperatura do ponto
triplo (273,16 K), tem uma resistência R de 90, 35 . Qual a leitura do termômetro, quando sua
resistência for 96,28 ?
(Pág. 180)
Solução.
Para um termômetro de resistência, a temperatura medida em função daresistência é dada pela Eq.
(1),
T( R ) k R
(1)
onde k é uma constante de proporcionalidade. Nesse termômetro, a temperatura do ponto tríplice da
água (T3) é dada por (2), onde R3 é a medida da resistência no mesmo ponto tríplice.
T3 T( R3 ) kR3
(2)
Dividindo-se (1) por (2):
T( R )
R
T3
T( R )

T

R3
T3

R
R3

273,16 K

96, 28
90,35

291, 088

K

291,1 K

06. Doistermômetros de gás a volume constante são usados em conjunto. Um deles usa nitrogênio e
o outro, hidrogênio. A pressão de gás em ambos os bulbos é p3 = 80 mmHg. Qual é a diferença
da pressão nos dois termômetros, se colocarmos ambos em água fervendo? Em qual dos
termômetros a pressão será mais alta?
(Pág. 180)
Solução.
Este problema deve ser resolvido com o auxílio do gráfico apresentado naFig. 19 -6 (pág. 173).

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a
H alliday, R es nick, Walker - Física 2 - 4 Ed. - LTC - 1996.
C ap. 19 – T emperatura

1

Problemas Resolvidos de Física

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(a) A Fig. 19-6 mostra que um termômetro de gás a volume constante que usa H 2 comosubstância
termométrica a uma pressão de 80 mmHg, mede uma temperatura para a água fervente
aproximadamente igual TH2 373,15 K . Usando-se N2 à mesma pressão, a medida da temperatura
será TN2

373,35 K . Para um termômetro de gás a volume constante, vale a seguinte relação:

T

273,16 K

p
p3

Logo:
TH2

273,16 K

pH2
p3

p3TH2

pH2

(1)

273,16 K

De maneiraidêntica, temos:
p3TN2
pN 2
273,16 K
Fazendo-se (2)

(2)

(1):

p

pN2

pH2

p

p3
TN2 TH2
273,16 K

80 mmHg
273,16 K

373,35 K

373,15 K

0, 058573

mmHg

p 0,059 mmHg
(b) A pressão será mais alta no termômetro de N2, pois TN2
um comportamento menos ideal do que o N2.

TH2 . Isto se deve ao fato de o N2 ter

08. Um termistor é um componente semicondutor cujaresistência elétrica depende da temperatura.
Costuma ser usado em terrmômetros clínicos e também para detectar superaquecimento em
equipamentos eletrônicos. Dentro de uma faixa limitada de temperatura, a resistência é dada por
B 1 / T 1/ Ta
R Ra e
,
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a
H alliday, R es nick, Walker - Física 2 - 4Ed. - LTC - 1996.
C ap. 19 – T emperatura

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Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

Problemas Resolvidos de Física

onde R é a resistência do termistor à temperatura T e Ra é a resistência à temperatura Ta; B é
uma constante que depende do material semicondutor utilizado. Para um tipo de termistor, B =
4.689 K, e a resistência a 273 K é 1,00 × 104 . Que temperatura otermistor mede quando sua
resistência é 100 ?
(Pág. 180)
Solução.
A resistência do termístor (R) em função da temperatura (T) é dada por:
Ra e B (1 / T

R( T )

1 / Ta )

Aplicando-se logaritmo natural, têm-se:
ln R(T )

1
T
T

T

ln R

1
Ta

ln Ra

1
T

B

1
ln e
Ta

ln R ln Ra
B

1
R
ln
B Ra

1

1
Ta

1

100
1
ln
4.689 K
1, 00 104

1...
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