Um fabricante de termômetros orienta em seu manual de instruções que o instrumento deve ficar três minutos em contato com o corpo para aferir a temperatura. Esses termômetros são feitos com o bulbo preenchido com mercúrio conectado a um tubo capilar de vidro. De acordo com a termodinâmica, esse procedimento se justifica, pois é necessário que
a) o termômetro e o corpo tenham a mesma energia interna.
b) a temperatura do corpo passe para o termômetro.
c) o equilíbrio térmico entre os corpos seja atingido.
d) a quantidade de calor dos corpos seja a mesma.
e) o calor do termômetro passe para o corpo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você trouxe uma questão sobre termodinâmica relacionada ao uso de termômetros de mercúrio. A pergunta quer saber por que o termômetro precisa ficar três minutos em contato com o corpo para medir a temperatura corretamente. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos básicos de termodinâmica, especialmente sobre como o calor é transferido entre objetos até que eles atinjam um equilíbrio térmico.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é energia interna. É a energia total que as moléculas de um corpo têm devido ao seu movimento e às interações entre elas. Quando dois objetos com energias internas diferentes entram em contato, como um termômetro e o corpo, eles trocam energia para igualar essas energias internas.

Passo 3

Agora, pense na temperatura como uma medida da energia cinética média das moléculas de um objeto. Se o termômetro estiver em contato com o corpo, há uma transferência de calor (energia térmica) do corpo para o termômetro ou vice-versa, dependendo das temperaturas relativas.

Passo 4

O objetivo de deixar o termômetro por três minutos é garantir que essa transferência de calor ocorra de forma suficiente para que ambos, termômetro e corpo, cheguem à mesma temperatura. Isso é o que chamamos de equilíbrio térmico. No equilíbrio térmico, não há mais transferência líquida de calor entre os objetos.

Passo 5

Vamos analisar as alternativas com base nisso:
  • a) Fala sobre energia interna ser a mesma, mas o foco principal aqui é a temperatura, não a energia interna total.
  • b) Diz que a temperatura passa do corpo para o termômetro, mas isso não explica o porquê de precisar esperar três minutos.
  • c) Estamos falando disso! Refere-se ao equilíbrio térmico entre os corpos, que é exatamente o que acontece quando esperamos o tempo necessário.
  • d) Fala sobre a quantidade de calor ser a mesma, mas isso não necessariamente acontece; o importante é a temperatura igualar.
  • e) Sugere que o calor do termômetro passa para o corpo, o que nem sempre é o caso, depende das temperaturas iniciais.

Resposta

A alternativa correta é a c) o equilíbrio térmico entre os corpos seja atingido.

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