Exercícios: Temperatura e calor

A banheira da Carla está cheia de água a $38\ ^\circ\text{C}$ e sobre a mesa da cozinha há uma chávena de café a $70\ ^\circ\text{C}$. A situação está representada na figura.

1. a) O que está a maior temperatura: a água da banheira ou o café?
2. b) Qual dos dois armazena mais energia térmica?
3. c) Explica por palavras tuas a diferença entre temperatura e calor.

A aplicação meteorológica do telemóvel do Tomás indica que neste momento na rua estão $14\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Que grandeza mede um termómetro?
2. b) Em que unidade se mede habitualmente a temperatura em Portugal?

Ontem ao meio-dia o termómetro da escola marcava $9\ ^\circ\text{C}$ e hoje à mesma hora marca $17\ ^\circ\text{C}$. Quantos graus subiu a temperatura?

A Leonor coloca uma colher fria no seu prato de sopa muito quente. Observa a figura.

1. a) Que corpo transfere calor e qual o recebe?
2. b) O que acontece às temperaturas da sopa e da colher ao fim de algum tempo?

Para dar banho ao irmãozinho, o João mistura uma panela de água fria com outra panela de água quente. A mistura fica mais quente do que a água quente, mais fria do que a água fria ou a uma temperatura intermédia? Explica.

A enfermeira da escola mediu a temperatura ao Tomás e o termómetro indicou $37,8\ ^\circ\text{C}$. Considera-se febre a partir de $38\ ^\circ\text{C}$.

1. a) O Tomás tem febre?
2. b) Quantas décimas lhe faltam para atingir $38\ ^\circ\text{C}$?

A Nadia deita um cubo de gelo num copo de refrigerante que está à temperatura ambiente. Observa a figura.

1. a) Que corpo transfere calor e qual o recebe?
2. b) De que modo se nota essa transferência de calor?

Indica se a frase é verdadeira ou falsa e corrige a afirmação: «Calor e temperatura são dois nomes para a mesma coisa».

Na cozinha misturas meio litro de água a $20\ ^\circ\text{C}$ com outro meio litro de água a $60\ ^\circ\text{C}$. Como há a mesma quantidade de cada uma, a temperatura final fica exatamente no valor médio. O esquema resume a mistura.

1. a) Calcula a temperatura final da mistura.
2. b) Explica por que razão não fica a $20\ ^\circ\text{C}$ nem a $60\ ^\circ\text{C}$.

Na segunda-feira, o termómetro do recreio marcava $4\ ^\circ\text{C}$ logo de manhã e $13\ ^\circ\text{C}$ ao meio-dia.

1. a) Quantos graus subiu a temperatura durante a manhã?
2. b) Se à noite desceu $10\ ^\circ\text{C}$ em relação ao meio-dia, que temperatura marcava então o termómetro?

A Marta preparou duas panelas de caldo: uma pequena com $1\ \text{L}$ e outra grande com $8\ \text{L}$, ambas a $90\ ^\circ\text{C}$. Retira-as do lume ao mesmo tempo. Observa a figura.

1. a) Qual das duas arrefece primeiro?
2. b) Qual das duas armazenava mais energia térmica?
3. c) Justifica as tuas respostas distinguindo os conceitos de temperatura e de quantidade de energia.

A água quente da torneira da casa do Omar sai a $50\ ^\circ\text{C}$, demasiado quente para o banho: ele prefere-a a $38\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Quantos graus quer ele baixar a temperatura da água?
2. b) Para o conseguir, deve abrir mais a água fria ou a água quente?
3. c) O que acontece ao calor quando as duas águas se misturam?

A receita de bolo da Vera indica que se deve pré-aquecer o forno a $180\ ^\circ\text{C}$. Quando o forno já está a essa temperatura, a Vera coloca lá dentro o tabuleiro com a massa, que estava fria.

1. a) No início, quem transfere calor para quem no interior do forno?
2. b) Para que temperatura tende o tabuleiro?
3. c) Pode o tabuleiro ficar mais quente do que o forno? Justifica.

Num complexo desportivo, a sauna está a $80\ ^\circ\text{C}$ e o balneário a $24\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Quantos graus de diferença existem entre os dois espaços?
2. b) Ao saíres da sauna para o balneário, quem transfere calor: tu ou o ar do balneário? Explica.

Na lareira resta uma brasa a $700\ ^\circ\text{C}$ e na parede há um radiador a $60\ ^\circ\text{C}$. No entanto, o radiador aquece toda a divisão e a brasa mal aquece à sua volta.

1. a) Qual dos dois está a uma temperatura mais elevada?
2. b) Explica por que razão o radiador aquece mais, tendo em conta a sua dimensão.

Numa tarde de verão, a água da piscina está a $24\ ^\circ\text{C}$ e o ar a $31\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Quem transfere calor para quem: o ar para a água ou a água para o ar?
2. b) Qual dos dois mudará de temperatura mais lentamente? Porquê?
3. c) Se essa situação durasse muito tempo, até que temperatura máxima poderia a água aquecer?

A Júlia prepara água morna misturando dois copos de água fria a $10\ ^\circ\text{C}$ com um copo de água quente a $70\ ^\circ\text{C}$. O esquema resume a mistura.

1. a) Sem efetuar cálculos, a temperatura final estará mais próxima de $10\ ^\circ\text{C}$ ou de $70\ ^\circ\text{C}$? Porquê?
2. b) Quando as quantidades não são iguais, a temperatura final é uma média ponderada que tem em conta a quantidade de cada porção de água. Verifica: soma $2 \cdot 10 + 70$ e divide o resultado por $3$.
3. c) O que estamos a assumir sobre o calor dissipado para o copo ou para o ar ambiente?

O Youssef deixa uma chávena de leite a $80\ ^\circ\text{C}$ em cima da mesa da cozinha, que está a $22\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Descreve como varia a temperatura do leite ao longo do tempo: desce com a mesma rapidez no início e quando já está morno?
2. b) Se esperar bastante tempo, que temperatura atingirá o leite?
3. c) Poderia o leite arrefecer até $15\ ^\circ\text{C}$ nessa cozinha? Justifica com base no conceito de equilíbrio térmico.

O termómetro digital da casa do Tomás demora meio minuto a apitar ao medir-lhe a temperatura na axila.

1. a) Explica, com base na ideia de equilíbrio térmico, por que razão não indica a temperatura instantaneamente: o que tem de acontecer entre a axila e o termómetro?
2. b) Por que razão convém que o termómetro seja pequeno?
3. c) O que aconteceria à medição se o retirasses antes de apitar?

Num documentário surge um iceberg gigante a $0\ ^\circ\text{C}$ e, em casa, uma chávena de chá fumegante a $90\ ^\circ\text{C}$.

1. a) Qual dos dois apresenta maior temperatura?
2. b) Qual armazena mais energia térmica?
3. c) O que é necessário conhecer, além da temperatura, para comparar a energia térmica de dois corpos? Utiliza este exemplo para explicar a diferença entre calor e temperatura.

A Emma retira uma lata de refrigerante do frigorífico, a $4\ ^\circ\text{C}$, e deixa-a no jardim num dia de verão em que a temperatura do ar é de $32\ ^\circ\text{C}$.

1. a) O que acontece à temperatura da lata ao longo do tempo?
2. b) Que temperatura atingirá, aproximadamente?
3. c) O primo dela afirma que, se ficar lá muitas horas, atingirá $50\ ^\circ\text{C}$ «porque está muito calor». Tem razão? Justifica.

O toalheiro elétrico da casa de banho está a $50\ ^\circ\text{C}$ e aquece toda a divisão; a chama de um fósforo está a cerca de $400\ ^\circ\text{C}$ e quase não aquece o ambiente.

1. a) Qual dos dois tem maior temperatura?
2. b) Qual transfere mais energia para o ambiente?
3. c) Que dois fatores se devem ter em conta para determinar a quantidade de calor que um corpo pode transferir?

O frigorífico não «produz frio»: retira calor do seu interior e liberta-o para o exterior através da grelha traseira. Observa o esquema.

1. a) Ao tocares na grelha traseira do frigorífico em funcionamento, está fria ou quente?
2. b) De onde provém esse calor?
3. c) Poderias arrefecer a cozinha deixando a porta do frigorífico aberta? Justifica a resposta pensando de onde sai e para onde vai o calor.

O termómetro da escola marca $35\ ^\circ\text{C}$ se for colocado ao sol e $30\ ^\circ\text{C}$ se for colocado à sombra, à mesma hora.

1. a) Qual das duas medições indica melhor a temperatura do ar?
2. b) Por que razão o termómetro ao sol regista um valor superior? Pensa no que o termómetro recebe além do calor do ar envolvente.
3. c) Porque achas que as previsões meteorológicas indicam sempre a temperatura «à sombra»?