O que são as escalas de temperatura? Não confunda na hora da prova!

Conhecer as três escalas de temperatura em uso pelo mundo, Celsius, Fahrenheit e Kelvin, e o seu conceito é essencial para não se confundir na hora da prova. Essas escalas são usadas para representar a temperatura em diferentes unidades.

Tire suas dúvidas a respeito de escalas de temperatura abaixo e tenha mais facilidade para responder a questões das disciplinas de exatas nas provas.

O que é temperatura?

Imagine que você vai medir a temperatura da atmosfera da sua casa. Ao fazer isso, não estará somente medindo a sensação térmica do seu corpo, mas sim a energia cinética das partículas de gás do ambiente.

A temperatura é grandeza física escalar relacionada à agitação das moléculas de um sistema. Quanto mais velocidade de movimento as partículas têm, mais a temperatura aumenta. Como não há uma forma de medir a agitação molecular diretamente, se usa o recurso de medir as grandezas físicas que variam junto com a temperatura, como pressão e volume.

A verificação da temperatura pode ser feita através do uso de termômetros, esses dispositivos farão sua leitura de acordo com a proporção de energia cinética das partículas. Termômetros podem apresentar resultados em Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

O que são escalas de temperatura?

Essas escalas servem para medir a temperatura, indicando se um corpo está quente ou frio através dos seus valores. No século XVIII, os estudos de termologia se intensificaram e foram construídas algumas escalas termométricas para auxiliar nos procedimentos científicos.

Uma curiosidade é que, ao longo da história, já existiram diversas escalas de temperatura, contudo, hoje em dia, apenas três são utilizadas no mundo: Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Todas essas escalas têm como padrão os pontos de fusão e ebulição da água. Basicamente, o objetivo de escalas termométricas é desenvolver uma forma de medir a agitação das moléculas de um corpo.

Pontos fixos de escalas de temperatura

Uma escala termométrica deve ter dois pontos fixos que se reproduzem na fusão do gelo e ebulição da água, os dois sob pressão normal. O primeiro ponto é chamado de ponto de gelo e consiste na temperatura de fusão do gelo na escala. O segundo recebe o nome de ponto de vapor, sendo a temperatura em que a água sofre ebulição.

A função desses pontos fixos é servir de referência para os outros valores de temperatura. A graduação da escala é feita a partir de uma substância pura, como a água submetida a uma pressão de 1 atm (atmosfera). Para determinar o primeiro ponto fixo, o termômetro deve ser mergulhado em um recipiente com gelo em fusão.

Conheça as três escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin

A seguir você poderá conhecer conceitualmente as três escalas de temperatura usadas no mundo.

Escala Celsius

Essa é a escala mais usada no mundo e pode ser chamada também de escala centígrada. Foi criada pelo físico sueco Anders Celsius, em 1742, tomando por base a água pura tendo como pontos fixos o ponto de fusão do gelo a 0°C e o ponto de ebulição da água a 100°C em condições normais de pressão.

Anders determinou os pontos fixos de sua escala a partir da experiência de colocar um termômetro em uma mistura de gelo e água em equilíbrio. No ponto em que o mercúrio estabilizou, ele marcou o ponto zero da escala. Em seguida, colocou o termômetro na água em ebulição e, no ponto em que o mercúrio estabilizou, marcou o ponto 100.

A grande vantagem que a escala Celsius apresenta é que pode ser usada em qualquer lugar do mundo, pois, a nível do mar, a água sempre se tornará gelo e ferverá na mesma temperatura.

Escala Fahrenheit

Essa escala ainda é utilizada em alguns poucos países, como Estados Unidos, Ilhas Virgens Americanas, Guam, Palau, Porto Rico, entre outros. Foi criada em 1724 por Daniel Gabriel Fahrenheit, que também é o inventor do termômetro de mercúrio.

Para montar sua escala ele escolheu dois pontos (o que chamamos hoje de pontos fixos): o ponto de fusão do gelo (32°F) e o ponto de ebulição da água (212°F). A experiência de determinação dos pontos fixos realizada por Fahrenheit consistiu em posicionar um termômetro em uma mistura de gelo, água e sal de amônio.

A posição em que o mercúrio parou foi marcada como ponto zero. O segundo ponto foi determinado a partir da temperatura do corpo humano. A posição em que o mercúrio parou foi marcada como a posição 100 da sua escala.

Na sequência, Fahrenheit dividiu o espaço existente entre 0 e 100 em 100 partes iguais. Usando um termômetro já graduado, ele concluiu que a temperatura em que a água vira gelo é 32°F e a temperatura em que ferve é 212°F.

Escala Kelvin

A escala Kelvin não utiliza a notação de ° (grau) e é utilizada pela comunidade científica, sendo chamada de escala absoluta. Sua verificação foi feita pelo físico inglês William Thompson, conhecido como Lord Kelvin.

O ponto de referência dessa escala termométrica é o menor estado de agitação de qualquer molécula, 0 K, cujo cálculo é feito a partir da escala Celsius.

A temperatura do zero absoluto (0 K), atribuída por Lord Kelvin, é de – 273,15°C na escala Celsius. O ponto de fusão na escala Kelvin é de 273 K e o ponto de ebulição é 373 K.

Qual a relação entre as escalas de temperatura?

Todas as três escalas de temperatura em uso no mundo registram a mesma temperatura representada por valores diferentes. Para que fique mais claro basta observar que 100°C, 212°F e 373 K referem-se ao mesmo estado de vibração de moléculas, ou seja, o ponto de ebulição da água. Os três valores indicam a mesma temperatura.

Conversão entre escalas de temperatura

Confira, a seguir, como fazer a conversão entre as diferentes escalas termométricas.

Conversão de Celsius para Kelvin e vice-versa

K = C + 273

Exemplo: conversão de 60°C para K

K = 60 + 273

K = 333K

Conversão de Celsius para Fahrenheit e vice-versa

C = F – 32 / 1,8

Ou

F = 1,8 x C + 32

Convertendo 60°C temos:

F = 1,8 x 60 + 32

F = 108 + 32

F = 140

Conversão de Fahrenheit para Kelvin e vice-versa

Para converter uma temperatura Kelvin para Fahrenheit, é possível fazer a conversão de Celsius para Kelvin e depois para Fahrenheit. Também dá para usar a seguinte fórmula:

C/5 = F – 32/9

Apesar de os nomes parecerem complicados em um primeiro momento, os conceitos são simples. Agora, com certeza, você não vai se confundir com as escalas de temperatura na prova!

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