PUC-SP 2016 — questão 55 de Física

Gabarito ATermologia — conversão de −200 °C para Fahrenheit e KelvinVestibular de Verão · Prova objetiva
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 55 de Física do PUC-SP 2016

Enunciado em texto

O Slide, nome dado ao skate futurista, usa levitação magnética para se manter longe do chão e ainda ser capaz de carregar o peso de uma pessoa. É o mesmo princípio utilizado, por exemplo, pelos trens ultrarrápidos japoneses.

Para operar, o Slide deve ter a sua estrutura metálica interna resfriada a temperaturas baixíssimas, alcançadas com nitrogênio líquido. Daí a “fumaça” que se vê nas imagens, que, na verdade, é o nitrogênio vaporizando novamente devido à temperatura ambiente e que, para permanecer no estado líquido, deve ser mantido a aproximadamente –200 graus Celsius. Então, quando o nitrogênio acaba, o skate para de “voar”.

[Foto: os pés de uma pessoa sobre um skate sem rodas que flutua alguns centímetros acima do chão de uma pista, soltando uma névoa branca.]

Fumaça que aparenta sair do skate, na verdade, é nitrogênio em gaseificação (Foto: Divulgação/Lexus)

Fonte: www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2015/07/como-funciona-o-skate-voador-inspirado-no-filme-de-volta-para-o-futuro-2.html. Consultado em: 03/07/2015

Com relação ao texto, a temperatura do nitrogênio líquido, –200°C, que resfria a estrutura metálica interna do Slide, quando convertida para as escalas Fahrenheit e Kelvin, seria respectivamente:

(A) –328 e 73

(B) –392 e 73

(C) –392 e –473

(D) –328 e –73

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2016 — PUC-SP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).

Resolução comentada

O que a questão pede: −200 °C em °F e em K.

Passo 1 — Fahrenheit. A relação entre as escalas é

TC5=TF−329\frac{T_C}{5} = \frac{T_F - 32}{9}

TF=1,8⋅(−200)+32=−328 ∘FT_F = 1{,}8 \cdot (-200) + 32 = -328\ {}^{\circ}\text{F}

Passo 2 — Kelvin. Basta somar 273:

TK=−200+273=73 KT_K = -200 + 273 = 73\ \text{K}

Conferindo: a escala Kelvin começa no zero absoluto, então não existe temperatura negativa em kelvin; isso já elimina C e D.

⚠️ A armadilha: esquecer que o 32 tem de ser somado depois de multiplicar: 1,8⋅(−200)−32=−3921{,}8 \cdot (-200) - 32 = -392 (alternativas B e C). Ou subtrair 273 em vez de somar: −473-473 (C).

A ideia em uma frase: °F = 1,8·°C + 32 e K = °C + 273, e kelvin nunca é negativo.

Resposta: alternativa A (−328 °F e 73 K).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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