Temperatura - Escalas Termométricas

TEMPERATURA - escalas termométricas

Sabe-se que as moléculas que formam um corpo estão sempre em movimento, que pode ser chamada de agitação térmica. Como elas estão em movimento, pode-se afirmar que possuem energia cinética. Esta energia cinética de vibração das moléculas é chamada energia térmica.
Ao aquecer um corpo, observa-se que a vibração das partículas aumenta enquanto que ao resfriar o corpo, a vibração das partículas diminui.

                                                    Corpo A                     Corpo B

A temperatura do corpo A é maior que a temperatura do corpo B

Temperatura é a grandeza física que mede
o estado de agitação média das partículas do corpo.

Escalas termométricas

Normalmente os termômetros são calibrados usando como parâmetros as temperaturas de dois estados térmicos diferentes. Estas temperaturas são denominadas pontos fixos. Verificando que as temperaturas de fusão do gelo e ebulição da água, à pressão constante, ocorrem sempre à mesma temperatura, elas são usadas como pontos fixos na construção dos termômetros, denominadas pontos fixos fundamentais:

1º. Ponto fixo - temperatura de fusão do gelo;
2º. Ponto fixo – temperatura de ebulição da água.

Escala Celsius

É a escala mais usada no mundo. Construída pelo físico e astrônomo sueco Anders Celsius em 1742, ele adotou para o ponto de fusão de gelo o valor 0 (zero) e para o ponto de ebulição da água o valor 100.

Escala Fahrenheit

Usada geralmente nos países de língua inglesa, esta escala foi construída, pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit em 1724, ele adotou o valor 0 (zero) para a mistura de água, gelo picado e sal, e o valor 100 para a temperatura do corpo humano.

Escala Kelvin

Criada em 1848 pelo físico irlandês, Willian Thomson, também conhecido por Lorde Kelvin.
A escala Kelvin, também denominada absoluta foi obtida pelo conceito de temperatura que é o grau de agitação de suas moléculas do corpo. Então, para a origem da escala, adotou o estado térmico no qual a velocidade das moléculas de um gás se reduziria a zero. A esta origem da escala denominou-se zero absoluto.
Usando os pontos fixos fundamentais, os valores encontrados para a escala kelvin são: 273 K para o ponto de fusão do gelo e 373 K para o ponto de ebulição da água, sob pressão de 1 atmosfera.

Conversão Entre as Escalas
Para converter uma escala termométrica em outra se deve relacioná-las e efetuar uma regra de três proporcional.
Para a conversão entre as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, inicia-se pela comparação entre as escalas:

Relacionando os intervalos de temperatura:
- entre ponto de fusão do gelo e a temperatura que se quer calcular;
- o ponto de fusão do gelo e o ponto de ebulição da água,

Simplificando, tem-se a equação de conversão entre as escalas Celsius, Fahrenheit  Kelvin.

Exercícios resolvidos:

1. UFRRJ-RJ - Um mecânico, medindo a temperatura de um dispositivo do motor do carro de um turista americano, usou um termômetro cuja leitura digital foi de 92°C. Para que o turista entendesse melhor a temperatura, o mecânico teve de converter a unidade de temperatura para Fahrenheit.

Qual foi o valor da temperatura após esta conversão?

Resolução:

A temperatura de 92°C deve ser convertida para a escala fahrenheit. Para isso substitui-se na equação:

Assim, tem-se: