Dois termômetros, um perfeitamente calibrado, foram colocados simultaneamente dentro do mesmo recipiente, com a finalidade de ser feita a calibração do segundo termômetro. No recipiente, os dois termômetros alcançaram o equilíbrio térmico com gelo fundente, momento em que registraram 0°C e 10°C. Tendo um gelo se tornando água líquida observou-se que, em um dado momento, ambos os termômetros indicaram o mesmo valor numérico de temperatura, 20°C. Indicado por C as leituras de temperatura é obtidas a partir do termômetro aferido (em °C), e por E, as leituras de temperatura obtidas pelo termômetro a ser aferido (em °E), e considerando que a experiência foi feita ao nível do mar, determine: A) A equação que permite a calibração do termômetro E, em função da leitura do termômetro aferido C. B) O valor indicado no termômetro a ser aferido, quando a temperatura da água for 100°C
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Resposta:
Para determinar a equação de calibração do termômetro E em função da leitura do termômetro aferido C, podemos usar uma regra de três simples.
Primeiro, vamos considerar a diferença de temperatura entre os pontos de referência do gelo fundente e da água líquida. Sabemos que a diferença entre as leituras nos dois termômetros é de 20°C (20 - 0 = 20).
A diferença entre os pontos de referência nos termômetros E e C será a mesma, já que ambos alcançaram o equilíbrio térmico com o mesmo gelo fundente e a mesma água líquida. Portanto, temos:
Diferença de temperatura nos termômetros E e C = Diferença de temperatura nos termômetros C e gelo fundente
(E - C) = (C - 0)
Agora, vamos resolver essa equação para obter a relação entre as leituras do termômetro E e C:
E - C = C
E = 2C
Portanto, a equação de calibração do termômetro E em função da leitura do termômetro aferido C é:
E = 2C
Agora, para determinar o valor indicado no termômetro a ser aferido (E) quando a temperatura da água for 100°C, podemos substituir C por 100 na equação de calibração:
E = 2C
E = 2 * 100
E = 200
Portanto, o valor indicado no termômetro a ser aferido (E) quando a temperatura da água for 100°C será de 200°C.