Escalas Termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin
Para começarmos com a Termometria necessitamos saber o que significa temperatura e como medi-la.
Todo corpo é formado por átomos e eles estão em constante vibração! Então a temperatura é um valor relacionado à velocidade dessa vibração. Quanto maior for sua vibração, maior será a sua temperatura.

Escalas Termométricas

No sistema de unidades SI, a unidade usada para medir a temperatura é o Celsius (°C). Já o sistema inglês utiliza a escala Fahrenheit (F). Existem também as escalas absolutas de temperaturas, o Kelvin (k) e Rankine.

Até 1954 estas escalas termométricas eram baseadas na fusão do gelo e ebulição da água. A temperatura de fusão do gelo é definida como a temperatura de uma mistura de gelo e água, que está em equilíbrio com o ar saturado à pressão de 1,0 atm (1atm = 0,101325 MPa); Na escala Celsius receba a marcação de 0° e na escala Fahrenheit recebe a marcação de 32°. A temperatura de vaporização da água é a temperatura em que a água e o vapor se encontram em equilíbrio à pressão de 1 atm; Na escala Celsius recebe a marcação de 100° e na escala Fahrenheit recebe a marcação de 212°.

 


Na Décima Conferência de Pesos e Medidas, a escala Celsius foi redefinida em termos do ponto triplo da água (o estado em que a fase sólida, líquida e gasosa coexistem em equilíbrio) e da escala de temperatura do gás perfeito. Os aspectos importantes dessa nova escala são o único ponto fixo (o ponto triplo da água) e a definição da magnitude do grau. O ponto triplo da água recebe o valor de 0,01°C e o ponto de vaporização, determinado experimentalmente, é de 100,00°C, havendo uma concordância entre a escala antiga de temperatura e nova.

Existem também escalas absolutas de temperatura, como a escala Kelvin (K) e a Rankine (R). A possibilidade de escalas absolutas surge da segunda lei da termodinâmica, que com base na mesma nos permite definir uma escala de temperatura independente da substância termométrica, porém essas escalas são de difícil operação. A escala Kelvin é a escala absoluta de temperatura (tendo Zero Kelvin como o zero absoluto )que se relaciona a escala Celsius.

Essa relação se dá da seguinte maneira:

 

Sendo 273,15 K para a fusão do gelo e 373,15 K para a ebulição da água.
A escala Rankine é a escala absoluta de temperatura que se relaciona com a escala Fahrenheit, e isso se dá da seguinte forma:

 

Sendo 491,67 R para a fusão do gelo e 671,67 R para ebulição da água.

As escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin se relacionam pela equação seguinte:









 __________________________________________________________________________________
Exercícios

Exemplo (MACKENZIE) O quíntuplo de uma certa indicação de temperatura registrada num termômetro graduado na escala Celsius excede seis unidades o dobro da correspondente indicação na escala Fahrenheit. Esta temperatura, medida na escala Kelvin, é de:

a)50 K          b) 223 K          c) 273 K          d) 300 K          e)323 K

Resolução:







 

Equação das Escalas

 

 

Simplificando as bases

 

Substituindo na equação

 

 

 

 

 

Convertendo de Fahrenheit para Kelvin


 

 
 

Simplificando as bases

 
 
Substituindo

 

 
Resposta: Alternativa e ≅ 323 K
Fórmula Geral da Escala termométrica

Vimos às escalas mais utilizadas, mas é sempre bom saber como montar uma equação de qualquer graduação.

 

Onde é uma temperatura qualquer em uma escala X, o é a temperatura da fusão do gelo na escala X,  é a temperatura de ebulição na graduação da escala X.

é uma temperatura qualquer em uma escala Y, o é a temperatura da fusão do gelo na escala Y,   é a temperatura de ebulição na graduação da escala Y.

___________________________________________________________________________________
Para facilitar a compreensão dessa equação e qual sua utilidade veremos alguns exemplos:

Exemplo 01 (FIA-SP) Um termômetro foi graduado segundo uma escala arbitrária X, de tal forma que as temperaturas 10°X e 80°X correspondem a 0°C e 100°C, respectivamente. A temperatura em X que corresponde a 50°C é:

 

 

 

Simplifica as bases

 

Substitui o por 50° C

 

 

 

 


___________________________________________________________________________________
Exemplo 02 (UNIBAN – SP) Ao utilizar um termômetro de mercúrio para medir a temperatura de uma pessoa, um médico percebeu que a escala do instrumento estava apagada entre os valores 36,5°C e 40°C. Para saber a temperatura do paciente, o médico mediu o comprimento da escala do instrumento (de 35°C a 45°C), encontrando 5,0 cm. Em seguida, mediu a altura da coluna de mercúrio correspondente à temperatura da pessoa, encontrando 1,5 cm. Qual a temperatura encontrada pelo médico?

 

 

 

 Simplifica as bases

 

 

Substitui o  

 

 



Variação de temperatura

Muitas questões de física utilizam a variação de temperatura, isto é, usam a diferença entre a temperatura final (T) e a temperatura inicial ( ) do sistema, observe o exemplo:

(F.F.O – Diamantina –MG) Um gás absorveu calor de uma fonte térmica. A variação de temperatura observada, medida em um termômetro Kelvin, foi de 27 K. Esta variação, medida num termômetro Celsius, será igual a:

a) Zero          b) 27°C               c) 54°C                  d) 247°C               e) 300°C

Resolução

 

 

 


 


Resposta: Alternativa B


[Autor: Thiago M. Guimarães – Revisora Rúbia Guimarães]


Fonte-http://physicsact.wordpress.com/2008/07/24/escalas-termometricas-celsius-fahrenheit-e-kelvin/
0