Um termômetro é encerrado dentro de um bulbo de vidro onde se faz vácuo. Suponha que o vácuo seja perfeito e que o termômetro esteja marcando a temperatura ambiente, 25oC. Depois de algum tempo, a temperatura ambiente se eleva a 30oC. Observa-se, então, que a marcação do termômetro
- A) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.
- B) mantém-se a 25oC, qualquer que seja a temperatura ambiente.
- C) tende a reduzir-se continuamente, independente da temperatura ambiente.
- D) vai se elevar, mas nunca atinge o equilíbrio térmico com o ambiente.
- E) tende a atingir o valor mínimo da escala do termômetro.
Resposta:
A resposta certa é a letra A) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.
Isso ocorre porque o termômetro está em um bulbo de vidro com vácuo perfeito. Como não há moléculas de ar no bulbo, não há transferência de calor por convecção ou condução entre o termômetro e o ambiente. A única forma de transferência de calor é por radiação, que é muito lenta.
Inicialmente, o termômetro marca a temperatura ambiente de 25°C. Quando a temperatura ambiente aumenta para 30°C, o termômetro começa a absorver radiação térmica do ambiente. Como o vácuo é perfeito, não há perda de calor por condução ou convecção, então o termômetro começa a se aquecer.
Como o termômetro absorve radiação térmica, sua temperatura começa a aumentar. Como a temperatura do termômetro é menor que a do ambiente, há uma transferência de calor do ambiente para o termômetro. Isso faz com que a marcação do termômetro aumente e tenda a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.
Portanto, a resposta certa é a letra A) eleva-se também, e tende a atingir o equilíbrio térmico com o ambiente.
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