Anna Oliveira
Confira a atividade sobre Escalas Termométricas, elaborada para o Ensino Médio, com gabarito e alinhada à BNCC. Pronta para usar, com tudo para sala de aula.
Nesta atividade, os alunos irão trabalhar a conversão entre Celsius, Fahrenheit e Kelvin em situações ligadas a clima, saúde, conservação de alimentos, sensores digitais, protótipos térmicos e sustentabilidade. A proposta relaciona cálculos, interpretação de dados e tomada de decisão, aproximando o conteúdo de situações reais em que medir e comparar temperaturas pode orientar intervenções e soluções tecnológicas.
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Questões
Fórmulas úteis:
°C = K − 273
K = °C + 273
°F = 1,8 · °C + 32
°C = (°F − 32) ÷ 1,8
Fórmulas úteis:
°C = K − 273
K = °C + 273
°F = 1,8 · °C + 32
°C = (°F − 32) ÷ 1,8
- Um aplicativo de clima mostra que, em uma cidade dos Estados Unidos, a temperatura está em 104 °F. No mesmo dia, outra cidade brasileira registra 38 °C.
a) Converta 104 °F para graus Celsius.
b) Qual das duas cidades está mais quente?
c) Explique por que comparar temperaturas em escalas diferentes sem conversão pode levar a interpretações equivocadas.
- Uma escola está construindo uma pequena estufa sustentável para cultivar hortaliças. O ideal é manter a temperatura interna entre 22 °C e 28 °C. Um sensor digital importado mostra a temperatura em Fahrenheit.
Qual intervalo, em °F, corresponde à faixa ideal da estufa?
a) 39,6 °F a 50,4 °F
b) 53,6 °F a 68,4 °F
c) 71,6 °F a 82,4 °F
d) 82,6 °F a 90,4 °F
- Em uma campanha de vacinação, uma caixa térmica deve manter as doses entre 2 °C e 8 °C. Durante o transporte, um sensor em Kelvin registrou os seguintes valores:
- Início: 276 K
- Meio do trajeto: 280 K
- Final do trajeto: 284 K
a) Converta os três valores para Celsius.
b) As vacinas permaneceram dentro da faixa adequada durante todo o trajeto?
c) Se você fosse responsável pelo transporte, que intervenção simples poderia propor para melhorar a conservação térmica?
- Em uma reportagem, aparece a seguinte frase:
“Durante a madrugada, os termômetros marcaram 4 °C, mas a sensação térmica chegou a −1 °C por causa do vento.”
a) Converta 4 °C para Kelvin.
b) Converta −1 °C para Kelvin.
c) Explique por que a sensação térmica pode ser diferente da temperatura medida pelo termômetro.
d) A escala Kelvin admite temperaturas negativas nessa situação? Justifique.
- Um grupo de alunos criou um protótipo de abrigo para animais em dias frios. Fora do abrigo, a temperatura era de 41 °F. Dentro do abrigo, após uma hora, a temperatura chegou a 285 K.
a) Converta 41 °F para Celsius.
b) Converta 285 K para Celsius.
c) O abrigo aumentou a temperatura interna? Em quantos graus Celsius?
d) Considerando o cuidado com animais em situação de rua, explique por que pequenas diferenças de temperatura podem ser importantes.
- Uma empresa de alimentos congelados usa etiquetas inteligentes que indicam a temperatura dos produtos. Em uma entrega, três caixas apresentaram os seguintes registros:
Caixa A: −18 °C
Caixa B: 0 °F
Caixa C: 260 K
a) Converta todas as temperaturas para Celsius.
b) Organize as caixas da mais fria para a menos fria.
c) A caixa A está necessariamente mais fria que a caixa B? Justifique com cálculo.
d) Explique por que, em logística e armazenamento, a escolha da escala pode influenciar a leitura rápida dos dados.
- Um estudante afirmou:
“Se a temperatura aumentou 10 °C, então aumentou também 10 °F, porque as duas escalas medem a mesma coisa.”
Essa afirmação está correta?
a) Sim, pois Celsius e Fahrenheit são escalas equivalentes.
b) Sim, pois qualquer variação de temperatura tem o mesmo valor numérico em todas as escalas.
c) Não, pois uma variação de 10 °C corresponde a uma variação de 18 °F.
d) Não, pois Fahrenheit só pode ser usado para temperaturas negativas.
Explique sua resposta.
- Uma residência quer reduzir o uso de ar-condicionado. Para isso, os moradores instalam telhado claro, cortinas térmicas e ventilação cruzada. Antes das mudanças, a temperatura interna média à tarde era de 33 °C. Depois das mudanças, passou para 299 K.
a) Converta 299 K para Celsius.
b) Qual foi a redução de temperatura em °C?
c) Essa mesma redução teria o mesmo valor numérico em Kelvin? Explique.
d) Relacione essa intervenção ao uso sustentável de energia.
- Em uma aula, a professora diz: “A escala Kelvin é muito usada na ciência porque começa no zero absoluto, temperatura teórica em que a agitação das partículas seria mínima.”
Com base nessa ideia, responda:
a) Qual é o valor aproximado do zero absoluto em graus Celsius?
b) Por que não faz sentido dizer que um corpo está a −20 K?
c) Um material está a 25 °C. Qual sua temperatura em Kelvin?
d) Em contextos científicos, por que a escala Kelvin pode ser mais adequada que Celsius?
- Uma turma foi desafiada a criar um sistema simples para monitorar a temperatura de uma composteira escolar. O objetivo é evitar que ela fique fria demais, pois isso reduz a decomposição dos resíduos orgânicos. A faixa considerada adequada é de 35 °C a 55 °C.
O sensor disponível mostra a temperatura em Fahrenheit e registrou os seguintes valores ao longo do dia:
- 8h: 95 °F
- 12h: 122 °F
- 16h: 140 °F
a) Converta os três valores para Celsius.
b) Em quais horários a composteira esteve dentro da faixa adequada?
c) Em algum momento houve risco de temperatura excessiva? Justifique.
d) Proponha uma intervenção sustentável para controlar a temperatura da composteira, caso ela ultrapasse a faixa ideal.
Habilidades trabalhadas
| Código | Descrição |
|---|---|
| EM13CNT102 | Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos. |
Gabarito da atividade de escalas termométricas
Atividade 1:
a) °C = (104 − 32) ÷ 1,8 = 72 ÷ 1,8 = 40 °C.
b) A cidade dos Estados Unidos está mais quente, pois 104 °F equivalem a 40 °C, enquanto a cidade brasileira está a 38 °C.
c) Porque os números não têm o mesmo significado em escalas diferentes. Uma temperatura em Fahrenheit pode parecer muito maior apenas pelo valor numérico, mas precisa ser convertida para comparação correta.
Atividade 2:
22 °C → °F = 1,8 · 22 + 32 = 71,6 °F.
28 °C → °F = 1,8 · 28 + 32 = 82,4 °F.
Alternativa C.
Atividade 3:
a) 276 K = 3 °C; 280 K = 7 °C; 284 K = 11 °C.
b) Não. No final do trajeto, 284 K corresponde a 11 °C, acima da faixa adequada de 2 °C a 8 °C.
c) Resposta esperada: reforçar o isolamento térmico, reduzir o tempo de transporte, usar mais placas de gelo reciclável, monitorar o sensor em tempo real ou evitar exposição direta ao sol.
Atividade 4:
a) 4 °C = 277 K.
b) −1 °C = 272 K.
c) Porque vento, umidade e outras condições ambientais afetam a perda de calor do corpo, alterando a percepção térmica.
d) Nessa situação, não. Mesmo −1 °C corresponde a 272 K. A escala Kelvin não apresenta valores negativos em situações físicas comuns, pois parte do zero absoluto.
Atividade 5:
a) °C = (41 − 32) ÷ 1,8 = 9 ÷ 1,8 = 5 °C.
b) 285 K = 12 °C.
c) Sim. A temperatura interna aumentou 7 °C.
d) Resposta esperada: em dias frios, alguns graus podem reduzir perda de calor, hipotermia, desconforto e risco à saúde dos animais.
Atividade 6:
a) Caixa A: −18 °C. Caixa B: 0 °F = −17,8 °C. Caixa C: 260 K = −13 °C.
b) Da mais fria para a menos fria: Caixa A, Caixa B, Caixa C.
c) Sim, mas por pequena diferença. A caixa A está a −18 °C, enquanto a caixa B está a aproximadamente −17,8 °C.
d) Porque valores em escalas diferentes podem confundir a interpretação rápida. Em transporte e armazenamento, isso pode causar decisões erradas sobre conservação.
Atividade 7:
Alternativa C.
A afirmação está incorreta porque variações em Celsius e Fahrenheit não têm o mesmo valor numérico. Uma variação de 1 °C corresponde a 1,8 °F. Portanto, 10 °C correspondem a 18 °F.
Atividade 8:
a) 299 K = 26 °C.
b) 33 °C − 26 °C = 7 °C.
c) Sim. Uma variação de 7 °C corresponde a uma variação de 7 K, pois Celsius e Kelvin têm divisões de mesmo tamanho.
d) A intervenção reduz a temperatura interna sem depender tanto de equipamentos elétricos, diminuindo o consumo de energia e tornando a casa mais sustentável.
Atividade 9:
a) Aproximadamente −273 °C.
b) Porque 0 K representa o limite inferior da escala Kelvin. Temperaturas negativas em Kelvin não fazem sentido no tratamento básico da Física escolar.
c) 25 °C = 298 K.
d) Porque a escala Kelvin é absoluta, começa no zero absoluto e é muito usada em equações científicas relacionadas à termodinâmica.
Atividade 10:
a) 95 °F = 35 °C; 122 °F = 50 °C; 140 °F = 60 °C.
b) Às 8h e às 12h, pois 35 °C e 50 °C estão dentro da faixa adequada.
c) Sim. Às 16h, a temperatura chegou a 60 °C, acima do limite de 55 °C.
d) Resposta esperada: revolver a composteira para arejar, controlar a umidade, proteger do sol direto, adicionar material seco ou ajustar a cobertura para reduzir o aquecimento excessivo.
