Texto - Escalas termométricas - Remoto

1
TERMOMETRIA
porção de água fria? O calor escoa do ferro quente para
É a parte da física que estuda os fenômenos
térmicos, tais como troca de calor, dilatação,
mudanças de estado etc.
Temperatura
a água fria, fazendo com que o ferro se esfrie e a água se
O conceito de temperatura atual é baseado na
teoria atômica. Define-se temperatura, modernamente,
como sendo o grau de agitação das moléculas do corpo.
aqueça.
Dizemos que dois corpos A e B estão em
equilíbrio térmico, quando ambos possuem a
mesma temperatura (t ).
t1 > t2
em contato
t1
=
t2
Lembre-se: os corpos são constituídos de
equilíbrio térmico
partículas denominadas átomos, que numa determinada
substância, diferentes átomos se agrupam formando
moléculas. Exemplo à água = H2O.
O movimento das moléculas é denominado
agitação térmica. E a agitação térmica está relacionada
com a percepção que temos de quente e frio.
Para
entender
isso
melhor,
imagine
Energia térmica (calor)
2 – TERMÔMETROS
O instrumento que mede a grandeza temperatura
é o termômetro.
O funcionamento de um termômetro geralmente
se baseia na dilatação dos líquidos.
Então, colocando o termômetro em contato com um
corpo, este cede ou recebe calor do termômetro, até que
ambos atinjam o equilíbrio térmico. Com a troca de
calor, o volume do líquido contido no termômetro varia,
marcando assim a temperatura numa escala graduada.
um
recipiente contendo água até a borda e sendo colocado
ao fogo. À medida que a água se esquenta, o movimento
de suas moléculas vai aumentando, de tal forma que a
água se dilata e transborda mesmo antes de ferver.
A grandeza que permite avaliar o grau de
agitação térmica das moléculas de um corpo é a
temperatura.
1 - EQUILÍBRIO TÉRMICO
O que acontece quando um pedaço de ferro
quente é colocado numa vasilha contendo determinada
3 - ESCALAS TERMOMÉTRICAS
Para facilitar nossas medições, podemos
criar uma escala numérica que permita comparar
estados térmicos através da leitura dessa escala, ao
invés de olharmos diretamente para a altura da
coluna de mercúrio. Essa escala é chamada de
escala termométrica. Essa escala possui valores
arbitrários, o que significa que um mesmo estado
2
térmico pode ser representado por valores diferentes
b) Escala Fahrenheit
em diferentes escalas.
Criada pelo alemão Daniel Fahrenheit (1644-1710). Em
A escala termométrica é baseada em dois
países
de
língua
inglesa,
usa-se
a
escala
pontos fixos, isto é, dois estados térmicos em que a
Fahrenheit, a qual adota os valores 32 para o ponto
temperatura se mantém constante.
do gelo e 212 para o ponto do vapor.
Primeiro ponto fixo ( ponto do gelo )  fusão do gelo
sob pressão normal (Tg).
Segundo ponto fixo ( ponto do vapor )  ebulição da
212 oF
tv
32 oF
tg
água sob pressão normal (Tv ).
c) Escala Kelvin
Ao analisar o comportamento da pressão de
gases em função da sua temperatura, Willian
Thomson,
posteriormente
condecorado
Lorde
Kelvin, concluiu que existia uma temperatura
mínima para sistemas físicos, onde a pressão dos
a) Escala Celsius ( Centígrado )
Criada pelo sueco Anders Celsius (1701-1744).
Atualmente a escala mais usada é a escala Celsius,
gases deveria se anular. O físico Lorde Kelvin
estabeleceu em 1848, a ESCALA ABSOLUTA,
que tem valores 273 para o ponto do gelo e 373 para
o ponto do vapor.
que adota os valores 0 ( zero) para o ponto do gelo e
100 (cem) para o ponto do vapor.
O intervalo obtido entre esses dois números é
dividido em 100 partes iguais, cada uma valendo 1
grau Celsius.
Também conhecida como escala absoluta,
pois
nela,
diferentemente
da
Celsius
e
da
Fahrenheit, o zero significa ausência de agitação
molecular.
A escala Kelvin é obtida pelo prolongamento da
escala Celsius até —273º C, que é a temperatura
100 oC
tv
mais baixa da natureza, conhecida como zero
absoluto. O zero absoluto é representado assim: 0 K
(zero kelvin).
0 oC
tg
3
TC
Tf - 32

5
9
Fórmula de conversão entre as escalas Celsius e
Fahrenheit. TF é a temperatura em Fahrenheit e TC
é a temperatura em Celsius.
b) Conversão entre as escalas Celsius e Kelvin.
A diferença entre as escalas Celsius (C) e Kelvin (K) é
simplesmente o ponto 0 (zero). Assim para fazermos a
4 - CONVERSÃO ENTRE AS ESCALAS
conversão basta somar ou subtrair 273.
A próxima figura representa três termômetros —
um em escala Celsius, outro em Fahrenheit e o
terceiro em Kelvin —, colocados num mesmo
onde: Tk é a temperatura em Kelvin e Tc é a
temperatura em Celsius.
recipiente com água:
c) Conversão entre as escalas Fahrenheit e Kelvin.
T  273
a
Tf - 32
 k

b 373 - 273 212 - 32
Tc - 273 Tf - 32

100
180
5
9
Tk  273 Tf - 32

5
9
Fórmula de conversão entre as escalas Kelvin e
Fahrenheit.
Alguns livros ou sites podem utilizar nomenclaturas
Cada um desses termômetros entra em equilíbrio
diferentes para as equações, sendo apresentadas
térmico com a água.
assim:
Dessa maneira, ao atingir o equilíbrio térmico, a
relação entre as três escalas é dada através da
Ou
seguinte expressão:
a) Conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit.
A forma de resolver será a mesma. Para
convertermos valores de temperaturas de uma
a TC  0
Tf - 32


b 100 - 0 212 - 32
Tc Tf - 32

100
180
5
9
escala para outra, basta colocarmos na fórmula o
valor conhecido e calcularmos a incógnita.
4
EXEMPLOS
Para fazermos a conversão de temperaturas entre
1 - Transforme a temperatura de 25 ºC para a escala
as escalas, precisamos utilizar a equação que tenha
Fahrenheit.
ºF e ºC. Utilizamos a fórmula a seguir:
De acordo com a questão precisamos converter as
Repare
escalas termométricas da seguinte forma:
nomenclatura diferente, onde ʘF é a temperatura
que
utilizaremos
uma
equação
com
em Fahrenheit e ʘc a temperatura em ºC, mas que
não altera em nada.
Para isso, precisamos utilizar a equação que tenha
ºC e ºF.
Primeiro substitui ʘF por 86.
Agora substituímos o valor de ºC por 25 e ºF por x,
pois essa é a incógnita que queremos achar.
Resolvemos a divisão do lado esquerdo de 25 por 5
Resolvemos a subtração de 86 – 32 = 54
Agora divide 54 ÷ 9 = 6
O 5 está dividindo, passa para o outro lado
multiplicando.
O 9 está dividindo, passa para o outro lado
ʘc = 5 x 6
→
ʘc = 30º C
multiplicando.
3 - Transformar 47ºC em Kelvin.
Resolvemos a multiplicação
Precisamos utilizar a equação que tenha ºC e K.
Utilizamos a fórmula a seguir:
Tk = Tc + 273
Agora trazemos o 32 para o lado esquerdo. O 32
está diminuindo, passa para o outro lado somando.
Substituindo 47 no lugar de Tc
Tk = 47 + 273
77 = X
Tk = 320 K
4 - Transformar 303K em Celsius.
2- Ao comprar um termômetro em um país
estrangeiro, um estudante de Física percebeu que a
temperatura medida era de 86 ºF. Qual seria o valor
Tk = Tc + 273
Substituindo 303 no lugar de Tk
303= Tc + 273
dessa medida em ºC?
303 - 273 = Tc
Fahrenheit → Celsius
86ºF
ºC
30ºC = Tc
ou
Tc = 30ºC