Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

186 CAPÍTULO 18
Bulbo de 1101
•
lClll\011\l'll O \
dt• g.i,
Água
Gelo
Figura 18-4 Uma célula de ponto
triplo. na qual gelo (sólido). água
(líquido) e vapor (gás) estão em
equilíbrio ténnico. Por acordo
internacional. a temperatura desta
mistura foi definida como 273,16 K.
O bulbo de u1n termômetro de gás a
volume constante é mostrado no centro
da célula.
O Ponto Triplo da Agua , .
· .• )hemos um f enê>mcno tcrm1co reproduti.
Para criar u1na escala de teinpei atura, esco . . Poderíamos por exem 1
. . . b . s a ele uma te11111e1atu1c1. ' p o.
vele, arb1trar1amcnte, att1 uimo.
de ebulição da água, mas, por ra,oe
escolher o ponto de fusão do gelo ou o ponto
• · t lo ponto tr iplo da água.
tecn1cas. op a1nos pe · t' em equ1Jíbr10 térmico p· .
A água, o gelo e o vapor d. água po~em co~x:r::~ra. A Fig. 18-4 mostr~ u:~
apenas um conjunto de valores de pressao e te p ri lo da á ua pode ser obtido em
célula de ponto triplo, na qual este chamado ponto t P ~
·
1 d á 1
f, · tr'b 'do ao ponto tr1p o a gua ova 1 or de
laboratório Por acordo intemac1ona • 01 a 1 ui ,.. .
· - I'bração dos terrnometros. ou seJa
273,16 K como a temperatura-padrao para a ca 1 •
y 3
= 273,16 K (temperatura do ponto triplo). (18-1)
onde o 1n
, d'
ice · 'fi " t tn'plo" Este acordo também estabelece o valor do
3 s1gn1 1ca pon o ·
kelvin como 1/273,16 da diferença entre o zero absoluto e a temperatura do ponto
triplo da água.
N ote que nao
-
usamos o
sllll' bolo de grau ao expressar temperaturas na escala
,
Kelvin. Escrevemos 300 K ( e não 300ºK) e devemos ler a temperatura como ' 300
kelvins" (e não como "300 graus kelvin"). Os prefixos usados p~a as, outras unidades
do SI podem ser usados; assim, 3,5 mK significa 0,0035 K. Nao ha nomenclaturas
distintas para temperaturas na escala Kelvin e diferenças de temperatura, de modo
que podemos escrever "a temperatura de fusão do enxofre é 7 17 ,8 K" e "a temperatura
deste líquido aumentou 8,5 K."
O Termômetro de Gás a Volume Constante
O termômetro-padrão, em relação ao qual todos os outros termômetros são calibrados.
se baseia na pressão de um gás em um volume fixo. A Fig. 18-5 mostra um termômetro
de gás a volume constante; ele é composto por um bulbo cheio de gás ligado
por um tubo a um manômetro de mercúrio. Levantando ou baixando o reservatório
R, é sempre possível fazer com que o nível de mercúrio no lado esquerdo do tubo
em U fique no zero da escala para manter o volume do gás constante (variações do
volume do gás afetariam as medidas de temperatura).
A temperatura de qualquer corpo em contato térmico com o bulbo ( como, por
exemplo, o líquido em tomo do bulbo na Fig. 18-5) é definida como
Bulbo
co1n
•
gas
Escala _
T
"
T 1
__}_
R
T= Cp, (18-2)
onde p é a pressão exercida pelo gás e C é uma constante. De acordo com a Eq.
14-10, a pressão pé dada por
P = Po - pgh, (18-3)
onde Po é a pressão atmosférica, p é a massa específica do mercúrio e h é a diferença
entre os níveis de mercúrio ~edida nos. dois lados do tubo.* (O sinal negativo é usado
na Eq. 18-3 por~~e a pres~ao pé medida acin-1a do nível no qual a pressão é p 0
.)
Se o .bul~o e 1ntroduz1do em u1na célula de ponto triplo (Fi O • 18-4 ), a temperatura
medida
0
e
( 18--+)
o~de p3 é a pressão do gás. Eliminando C nas Eqs. 18-2 e 18-4, obtemos uma equaçao
para a te1nperatura em função de p e p 3
:
{= r.(;,) = (273,161'.)(;,) (provisória). (18-5)
Figura 18-5 U,n termô1netro de gás a
, olu1ne constante. co1n o bulbo unerso
e1n u1n líquido CUJa tctnperatura T se
pretende medir.
* Vamos usar con10 unidade de pressão o pascal ( Pa) definido na s •ç'"o 1
, 3 1 - 01 11·
· e a ... , cu Ja rc açao con1 out1 ,ts
dades comuns de pres\aO e . seguinte
1 .,tm 1,01 X I OS Pa = 760 turr 14, 7 lb/in·