Alternativa correta: D - 323,15

1. Tema central da questão

Esta questão aborda conversão de escalas termométricas, um tema frequentemente cobrado em concursos da área de mecânica e instrumentação. Saber converter entre as escalas mais comuns (Celsius, Fahrenheit e Kelvin) é fundamental para evitar erros em medições, cálculos de processos térmicos e análises industriais.

2. Resumo teórico

Na Metrologia, as escalas de temperatura mais utilizadas são:

• Celsius (°C): referencial cotidiano, água congela a 0°C e ferve a 100°C.
• Fahrenheit (°F): utilizada principalmente em países anglo-saxões.
• Kelvin (K): escala absoluta, largamente usada em ciência e engenharia, onde 0 K representa o zero absoluto.

A relação para converter de Fahrenheit para Celsius é:
°C = (°F - 32) × 5/9

Para converter de Celsius para Kelvin:
K = °C + 273,15

3. Justificativa e resolução

Temos 122 °F a serem convertidos para Kelvin:

1) Converter °F para °C:
(122 - 32) × 5/9 = 90 × 5/9 = 50°C

2) Converter °C para K:
50 + 273,15 = 323,15 K

Portanto, a alternativa correta é D.

4. Análise das alternativas incorretas

• A - 40: Valor incompatível, não corresponde a nenhuma conversão correta.
• B - 50: É a temperatura em Celsius (após a primeira conversão), não em Kelvin.
• C - 273: Aproximação grosseira da passagem Celsius-Kelvin, desconsiderando o valor convertido.
• E - 581,67: Número muito acima do esperado, sugerindo erro de cálculo ou de conversão direta.

5. Estratégias de interpretação

Atenção à expressão "escala absoluta" no enunciado: isso indica que o resultado deve ser em Kelvin.
Desconfie de alternativas que reproduzem valores intermediários (como 50) ou que estão fora de escala lógica.

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letra D

°C/5=(°F-32)/9=(°K-273)/5

TK-273/5 = 122-32/9

TK-273/5 = 10

TK-273 = 50

TK = 323 K

TK = (TF + 459,6) / 1,8 = 323,15K

A resposta correta é a alternativa D: 323,15 K.

O Que São as Escalas de Temperatura?

Imagine que você precisa medir o "quão quente" ou "quão frio" algo está. Assim como usamos metros para medir distância ou quilos para medir peso, para a temperatura, usamos escalas. Existem várias escalas de temperatura porque elas foram criadas em diferentes épocas e lugares, cada uma com seus próprios pontos de referência. As três que mais usamos são:

• Celsius (ºC): Essa é a escala mais comum no Brasil e em grande parte do mundo. Nela, a água congela a 0ºC e ferve a 100ºC (ao nível do mar).

• Fahrenheit (ºF): Muito usada nos Estados Unidos e em alguns outros países. Na escala Fahrenheit, a água congela a 32ºF e ferve a 212ºF (ao nível do mar).

• Kelvin (K): Esta é a escala absoluta e é fundamental na ciência e na engenharia. A grande diferença do Kelvin é que ele começa do zero absoluto, que é a temperatura mais baixa que se pode atingir (teoricamente). No zero absoluto, as partículas de um material param completamente de se mover.

Por Que a Escala Kelvin é "Absoluta"?

Na escala Kelvin, nós não usamos o símbolo de grau (º). Falamos "Kelvin" em vez de "g̶r̶a̶u̶ ̶K̶e̶l̶v̶i̶n". Isso acontece porque ela tem um ponto de partida natural e fixo: o zero absoluto. Não existem temperaturas negativas em Kelvin. Isso a torna muito útil para cálculos científicos e de engenharia, já que não há valores abaixo de zero que possam complicar as fórmulas.

Como Converter Temperaturas Entre as Escalas?

Para resolver a questão, precisamos converter de Fahrenheit para Kelvin. Como a conversão direta não é a mais comum, geralmente fazemos em duas etapas:

Converter Fahrenheit (ºF) para Celsius (ºC)

A fórmula para isso é: C = (F - 32) x 5/9

• C é a temperatura em Celsius e F é a temperatura em Fahrenheit

Converter Celsius (ºC) para Kelvin (K)

A fórmula para isso é: K = C + 273,15

• K é a temperatura em Kelvin e C é a temperatura em Celsius

Resolvendo o Problema na Prática

Vamos aplicar esses passos ao problema que o técnico de instrumentação encontrou: o instrumento mostra a temperatura de 122 ºF.

Passo 1: Converter Fahrenheit para Celsius

Usando a fórmula: C = (F - 32) x 5/9

Vamos substituir o valor de F:

C = (122 - 32) x 5/9

C = 90 x 5/9

C = 450 / 9

C = 50 ºC

Então, 122 ºF é igual a 50 ºC.

Passo 2: Converter Celsius para Kelvin

Usando a fórmula: K = C + 273,15

Vamos substituir o valor de C:

K = 50 + 273,15

K = 323,15 K

Portanto, a temperatura de 122 ºF, na escala absoluta (Kelvin), é 323,15 K.