Enunciado
Física - Randall D. Knight - Termodinâmica Óptica- Ed: 2º - Capítulo 16.Exercícios e Problemas - Ex. 13
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
Vamos entender essa equação, o é uma constante uma vez que estamos falando de escalas supostamente proporcionais, já no caso de , ele também é uma constante e pode ser igual a zero. O enunciado nos diz que o ponto de ebulição do Nitrogênio é , já na escala Celsius, esse ponto de ebulição é igual a , com isso, nós podemos encontrar o y, dada as substituições dos termos, logo
Logo, o y é igual a
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 , nós vamos utilizar esse valor junto com y para encontrar o x (o ponto de ebulição do ferro para a escala Celsius é igual
Substituindo os valores, nós temos:
Com isso, temos que x é igual a
Portanto, a equação final que determina o relacionamento as escalas de Z e Celsius é igual a
Nós queremos determinar o ponto de ebulição da água na escala Z, então
Isolando o , temos que
Com isso, o valor de ebulição para a água é igual a
Passo 2
B – Nós vamos usar a equação (2) da letra a) para encontrar o grau de para Celsius
Fazendo a multiplicação, temos
A conversão de Celsius para Kelvin é bem tranquila, basta somar 273 na temperatura encontrada na escala Celsius
Com isso, temos