Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 20.1 - Ex. 1
Por que o nível de mercúrio de um termômetro primeiro diminui um pouco quando o termômetro é colocado pela primeira vez em água morna?
Passo 1
Olá, querido! Vamos refletir. Temos um termômetro de mercúrio. Essa é a cara dele:
Percebe que ele é formado por um recipiente de vidro fechado que tem um pouquinho de mercúrio dentro. Aí conforme esse mercúrio entra em equilíbrio com a temperatura do seu ambiente, ele expande e mostra pelas marcações a temperatura em que ele está.
Aí ele fala de uma situação onde a gente coloca o termômetro dentro de um recipiente com água quente. Só que ele diz que o nível de mercúrio no termômetro diminui antes de começar de aumentar.
Por que isso acontece? O mercúrio contrai primeiro antes de começar a expandir? Será? Vamos descobrir!
Passo 2
O que acontece?
O termômetro é formado pelo recipiente e pelo mercúrio, certo? Então quando o termômetro é colocado na água, esses dois materiais vão estar sujeitos a essa nova temperatura.
Aí cê pensa: entendi, o mercúrio expande, é assim que funciona o termômetro. Mas calma! O vidro também expande! E ele expande primeiro, porque a água quente entra em contato com ele primeiro, já que ele é a parte externa do termômetro.
Se o vidro expande, a parte de dentro dele também vai expandir. Você pode pensar assim: o aumento de temperatura sempre causa um aumento de medidas do material, incluindo medidas internas!
Como essa parte interna expande, o mercúrio tem mais espaço disponível para ficar, por isso seu nível dentro do recipiente diminui. Então, quando o termômetro é colocado em água morna, a primeira coisa que acontece é a dilatação do vidro.
Depois que o vidro está aquecido e dilatado, o mercúrio se aquece e aí sim ele se dilata e seu nível volta a subir!
Certinho?
Resposta
Discussão nos passos