Enunciado

Um cientista louco cria uma nova escala de temperatura, a "escala Z". Ele escolhe a temperatura do ponto de ebulição do nitrogênio como 0° Z e a temperatura do ponto de fusão do ferro como 1000° Z.

a. Qual é o ponto de ebulição da água na escala Z?

b. Converta 500° Z para graus Celsius e para kelvins.

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!!

A – Vamos fazer o seguinte para a letra a), supondo que a relação dessa escala Z com a escala temperatura Celsius seja dada da seguinte forma

T C = x T Z + y     1

Vamos entender essa equação, o x é uma constante uma vez que estamos falando de escalas supostamente proporcionais, já no caso de y , ele também é uma constante e pode ser igual a zero. O enunciado nos diz que o ponto de ebulição do Nitrogênio é T Z = 0 °   Z , já na escala Celsius, esse ponto de ebulição é igual a T C = - 196 °   C , com isso, nós podemos encontrar o y, dada as substituições dos termos, logo

- 196 °   C = x 0 °   Z + y

Logo, o y é igual a

y =   - 196 °   C

Até aí, você deve estar pensando, como que vou relacionar isso com a água? Primeiro, nós temos que encontrar o x, e por esse motivo, o problema nos dá o ponto de ebulição do ferro, que é igual a 1000 °   Z , nós vamos utilizar esse valor junto com y para encontrar o x (o ponto de ebulição do ferro para a escala Celsius é igual 1538 °   C

T C = x T Z + y

Substituindo os valores, nós temos:

1538 °   C = x 1000   Z + - 196 °   C

Com isso, temos que x é igual a

x = 1,734

Portanto, a equação final que determina o relacionamento as escalas de Z e Celsius é igual a

T C = 1,734 T Z - 196 °   C

Nós queremos determinar o ponto de ebulição da água na escala Z, então

100 °   C = 1,734 T Z - 196 °   C   ( 2 )

Isolando o T Z , temos que

T Z = T C + 196 °   C 1,734 → T C = 100 °   C + 196 °   C 1,734  

Com isso, o valor de ebulição para a água é igual a

T Z = 170,7 °   Z

Passo 2

B – Nós vamos usar a equação (2) da letra a) para encontrar o grau de 500 °   Z   para Celsius

T C = 1,734 500 °   Z - 196 °  

Fazendo a multiplicação, temos

T C = 671 °   C

A conversão de Celsius para Kelvin é bem tranquila, basta somar 273 na temperatura encontrada na escala Celsius

T K = T C + 273

Com isso, temos

T K = 671 °   C + 273 = 944   K

Resposta

a )   170,7   Z

b )   T C = 671 °   C   e   T K = 944   K

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