Nas questões de 49 a 56, sempre que necessário, use \(π = 3\) e \(g = 10\) m/s2.
Texto comum para questões 52 e 53.
Em março de 2020, a Unicamp e o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos, assinaram um acordo de cooperação científica com o objetivo de desenvolver tanques para conter argônio líquido a baixíssimas temperaturas (criostatos). Esses tanques abrigarão detectores para o estudo dos neutrinos.
A temperatura do argônio nos tanques é \(T_{Ar} = -184\) °C. Usualmente, a grandeza “temperatura” em física é expressa na escala Kelvin (K). Sabendo-se que as temperaturas aproximadas do ponto de ebulição (\(T_E\)) e do ponto de solidificação (\(T_S\)) da água à pressão atmosférica são, respectivamente, \(T_E \approx 373\) K e \(T_S \approx 273\) K, a temperatura do argônio nos tanques será igual a
20 K.
89 K.
189 K.
457 K.
Resolução
Na escala Celsius, a água se solidifica a 0 °C e entra em ebulição a 100 °C, à pressão atmosférica. O enunciado informa que essas temperaturas correspondem, aproximadamente, a 273 K e 373 K.
Entre esses pontos, a diferença é de 100 graus nas duas escalas. Isso mostra que os intervalos têm o mesmo tamanho: uma variação de 1 °C corresponde a uma variação de 1 K. O que muda é o ponto zero: 0 °C corresponde a aproximadamente 273 K. Por isso, para converter de Celsius para Kelvin, somamos 273 à temperatura em graus Celsius.
Para o argônio a −184 °C, temos: temperatura em kelvin = −184 + 273 = 89 K.