A temperatura é a medida do grau de vibração das moléculas que compõem um corpo. Se a vibração molecular estiver alta, o corpo estará quente. Caso a vibração molecular seja pouco intensa, o corpo estará frio.
A exata determinação dos valores de temperatura em nosso cotidiano é de extrema importância. Como exemplo disso, podemos citar a determinação da temperatura corporal para o diagnóstico da febre e a manutenção de valores exatos de temperatura para o acondicionamento de remédios.
As sensações corporais não podem ser utilizadas para definir exatamente a temperatura de uma substância, pois o corpo humano não é um bom termômetro. Assim, a temperatura pode ser determinada pelo comportamento de materiais frente a variações dessa grandeza física. Sabemos, por exemplo, que, ao sofrer variações de temperatura, os materiais podem sofrer dilatação ou contração, assim, é possível aproveitar essa propriedade para medir sua temperatura.
Os termômetros mais comuns são os de mercúrio, nos quais esse metal líquido fica armazenado em um bulbo de vidro, com uma determinada escala termométrica. Os valores de temperatura são marcados pela dilatação ou contração desse metal.
Escalas termométricas
O processo de construção de uma escala termométrica é simples e envolve apenas dois passos. Com um bulbo de vidro onde há mercúrio, deve-se fazer o seguinte:
1) Marcação dos pontos fixos da água
Em condições normais de temperatura e pressão, a água sempre sofrerá fusão e ebulição nas mesmas temperaturas. Logo, deve-se unir o bulbo com mercúrio a uma certa quantidade de gelo em processo de fusão. Quando o nível do mercúrio dentro do bulbo for estabilizado, marca-se a posição do ponto de fusão. Em seguida, unindo o bulbo de vidro com água em ebulição, deve-se esperar a estabilização do nível de mercúrio e marcar o ponto de ebulição.
Sempre que o nível de mercúrio atingir um dos pontos marcados, saberemos que a temperatura corresponde ao ponto de fusão ou ao ebulição da água.
2) Atribuição de valores
Após a marcação dos pontos fixos, deve-se atribuir valores a cada um deles. Assim, estará criado um termômetro em uma determinada escala termométrica.
Escalas termométricas
Atualmente, existem três escalas termométricas em uso no mundo:
1) Escala Celsius: Criada em 1742 pelo físico sueco Anders Celsius (1701 – 1744), essa escala atribui o valor 0 °C para o ponto de fusão e 100 °C para o ponto de ebulição da água.
2) Escala Fahrenheit: Criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Fahrenheit (1686 – 1736), essa escala é utilizada principalmente nos países de língua inglesa e possui o valor 32 °F para o ponto de fusão e 212 °F para a ebulição da água.
3) Escala Kelvin: Essa escala foi criada pelo inglês Willian Thompson (1824 – 1907), conhecido como Lord Kelvin. Tendo como referência a temperatura do zero absoluto, temperatura em que a vibração molecular cessa, a escala Kelvin é conhecida como escala absoluta.
Lord Kelvin atribuiu o valor zero à temperatura de – 273,15 °C, que corresponde à temperatura do zero absoluto. Assim, os pontos de fusão e ebulição na escala Kelvin correspondem, respectivamente, a 273 K e 373 K. Essa escala não apresenta a notação grau (°) e é utilizada pela comunidade científica.
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Conversão entre escalas termométricas
A equação a seguir faz a transformação entre as temperaturas das escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Ao aplicá-la, podemos transformar qualquer valor de temperatura e encontrar seu correspondente em outra escala termométrica.
Nessa equação, TC, TF e TK representam temperaturas quaisquer nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, respectivamente.
Exemplo
Vamos utilizar a equação de transformação para encontrar o valor correspondente a 45 °C na escala Fahrenheit.
A temperatura de 45 °C corresponde a 113 °F.
ATIVIDADES
01. (PUC–SP)
Um médico inglês, mede a temperatura de um paciente com suspeita de infecção e obtém em seu termômetro clínico o valor de 102,2 °F.
a) Ele tem motivo de preocupação com o paciente?
b) Por que um doente com febre sente frio? Responda e defina o conceito de calor.
02. Ao medir a temperatura de um gás, verificou-se que a temperatura era a mesma nas escalas Celsius e Fahrenheit. Determine o valor dessa temperatura.
03. (ITA) O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima do inverno anterior foi de 60ºC. Qual o valor dessa diferença na escala Fahrenheit?
a) 33ºF
b) 60ºF
c) 92ºF
d) 108ºF
e) 140ºF
04. (Unesp 2003) Uma panela com água é aquecida de 25°C para 80°C. A variação de temperatura sofrida pela panela com água, nas escalas Kelvin e Fahrenheit, foi de:
a) 32 K e 105°F.
b) 55 K e 99°F.
c) 57 K e 105°F.
d) 99 K e 105°F.
e) 105 K e 32°F.
05.
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