O que é temperatura?
A temperatura é a grandeza física escalar que mede o grau de agitação das moléculas de um corpo ou de um meio.
🔥 Quanto maior a temperatura, maior o grau de agitação das moléculas e mais quente esse corpo ou meio está.
❄️ Quanto menor a temperatura, menor a agitação e menos quente, ou mais frio, este corpo ou meio está.
Escala de temperatura
A escala de temperatura é a unidade que utilizamos para medir a temperatura. Essa escala geralmente é obtida por meio da avaliação das mudanças das condições de alguma substância a determinadas temperaturas, como seu ponto de fusão e ponto de ebulição.
Existem diversas escalas de temperatura, mas as mais comuns e utilizadas são as escalas Kelvin (K), Celsius (ºC) e Fahrenheit (ºF).
No meio científico é mais comum a utilização das escalas Kelvin e Celsius. Graus Fahrenheit são mais utilizados em países de língua inglesa, como os Estados Unidos da América.
Na teoria, existe apenas temperatura mínima possível, que seria equivalente a 0 K (Kelvin), não existindo assim, uma temperatura máxima.
Celsius (ºC)
Também conhecida como escala centrígrada, foi proposta em 1742 pelo físico sueco Anders Celsius (1701-1744). Para essa escala, o ponto de fusão da água é de 0 ºC e o ponto de ebulição é de 100 ºC.
Fahrenheit (ºF)
Criada em 1708 pelo físico alemão-polonês Daniel Fahrenheit (1686 – 1736), também conhecido por ter inventado o termômetro de mercúrio. Essa escala atribui o valor de 32 °F para o ponto de fusão da água e de 212 °F para a sua ebulição.
Kelvin (K)
A escala Kelvin foi criada em 1864 pelo engenheiro britânico William Thomson (1824 – 1907), que também era conhecido como Lord Kelvin. Thomson atribuiu o valor zero de sua escala à -273,15 ºC, sendo esse o que chamamos de zero absoluto, valor em que, teoricamente, a temperatura atingiria a menor energia possível.
Temos assim, para o ponto de fusão da água um valor de 273 K e para o ponto de ebulição 373 K.
É importante ressaltar que a escala Kelvin não apresenta notação em graus (º)
Principais temperaturas em Celsius, Fahrenheit e Kelvin
Zero absoluto | -273,15 ºC | -459,67 ºF | 0 K |
Ponto de fusão da água | 0 ºC | 32 ºF | 273,15 K |
Temperatura ambiente ideal | 18 ºC | 64,4 ºF | 291,15 K |
Temperatura corporal média | 37 ºC | 98,6 ºF | 310,15 K |
Ponto de ebulição da água | 100 ºC | 212 ºF | 373,15 K |
Como converter as escalas de temperatura
De maneira resumida, as escalas Celsius (ºC) e a Kelvin (K) são divididas em 100 partes e a escala Fahrenheit (ºF) é dividida em 180 partes. Ao se fazer a equivalência entre essas três escalas, chegamos a uma relação entre elas, expressa de maneira simplificada abaixo:
$$${{C}/5} = {{F-32}/9} = {{K - 273,15}/5}$$$
C = Temperatura em Celsius
F = Temperatura em Fahrenheit
K = Temperatura em Kelvin
Por meio dessa relação, podemos chegar até as fórmulas abaixo, que representam a conversão direta em cada caso em particular.
Conversão em Celsius
Kelvin → Celsius: $$$C = K -273,15 $$$
Fahrenheit → Celsius: $$$C = {({F-32})5/9$$$
Conversão em Fahrenheit
Celsius → Fahrenheit: $$${F = C{9/5}}+32$$$
Kelvin → Fahrenheit: $$${F = K{9/5}}-459,67$$$
Conversão em Kelvin
Celsius → Kelvin: $$${K = C + 273,15$$$
Fahrenheit → Kelvin: $$${K = (F+459,67){5/9}}$$$
Yuseiji Kudo
Formado em Engenharia Ambiental pela Universidade de Brasília.
Já ministrou aulas de Matemática e Física para alunos do ensino fundamental e médio.
Veja também
As escalas termométricas são compostas por valores arbitrários selecionados com base nos pontos de fusão e ebulição da água. Elas são usadas para medir o grau de agitação molecular de um sistema, ou seja, para estabelecer
valores de temperatura. No início dos estudos da Termologia, cada cientista criava sua escala para realizar seus estudos, portanto existiam muitas escalas termométricas. Atualmente, as mais utilizadas são: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Termômetro graduado nas escalas Celsius e
Fahrenheit 📚 Você vai prestar o Enem? Estude de graça com o Plano de Estudo Enem De Boa 📚 A escala Celsius foi criada no século XVIII pelo astrônomo e físico
sueco Anders Celsius. Inicialmente denominada escala centígrada, ela apresenta cem intervalos entre os pontos de fusão e de ebulição da água. Seus pontos de referência são: Essa escala é a mais utilizada na maioria dos países do mundo, inclusive no
Brasil. A escala Fahrenheit foi criada também no século XVIII pelo engenheiro e físico Daniel Gabriel Fahrenheit, cientista que inventou o termômetro de mercúrio. Essa escala foi criada utilizando como referências a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto
de amônia (0 °F) e a temperatura normal do corpo humano (100 °F). Os pontos de fusão e ebulição da água nessa escala são então: Diferente da escala Celsius, essa não é uma escala centígrada, pois apresenta 180 intervalos entre os pontos de fusão e ebulição da água. A
escala Fahrenheit é muito usada nos países de língua inglesa, como os Estados Unidos. A escala Kelvin foi criada no século XIX pelo físico e engenheiro britânico nascido na Irlanda, William Thomson, conhecido como Lorde Kelvin. Índice
Introdução
Escala Celsius (ºC)
Escala Fahrenheit (ºF)
Escala Kelvin (K)
Lorde Kelvin acreditava na importância de existir uma escala termométrica que atribuísse um zero absoluto, ou seja, uma temperatura em que qualquer partícula está no menor grau de agitação possível.
A partir de estudos, cálculos e extrapolações gráficas, ele encontrou que essa temperatura ocorria a aproximadamente -273ºC, e atribuiu a esse ponto o 0K.
Assim, nessa escala, os pontos de fusão e ebulição da água são:
- Ponto de fusão da água: 273K
- Ponto de ebulição da água: 373K
A escala Kelvin é centígrada como a escala Celsius, por apresentar 100 intervalos entre os pontos de fusão e ebulição da água. Ela é também conhecida como escala absoluta, pois não apresenta temperatura negativa. Hoje, essa é a escala termométrica adotada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI).
Conversão entre escalas termométricas
As escalas termométricas são caracterizadas por sua razão de transformação. A razão de transformação de uma escala é uma comparação entre dois intervalos de temperatura, e é geralmente calculada com base nos pontos fixos da água, que são os pontos de fusão e ebulição.
Para uma dada escala termométrica X (ºX), calcula-se a razão de transformação pela fórmula, em que é uma temperatura qualquer da escala X:
\[R_{T}(ºX)=\frac{T_{X}-T_{F}}{T_{E}-T_{F}}\]
Razão de transformação da escala termométrica X
A razão de transformação para a escala Celsius é dada por:
\[R_{T}(ºC)=\frac{T_{C}-0}{100-0}\]
\[\Rightarrow R_{T}(ºC)=\frac{T_{C}}{100}\]
Razão de transformação da escala Celsius
Para a escala Fahrenheit, a razão é dada por:
\[R_{T}(ºF)=\frac{T_{F}-32}{212-32}\]
\[\Rightarrow R_{T}(ºF)=\frac{T_{F}-32}{180}\]
Razão de transformação da escala Fahrenheit
E a razão de transformação para a escala Kelvin é dada por:
\[R_{T}(K)=\frac{T_{K}-273}{373-273}\]
\[\Rightarrow R_{T}(K)=\frac{T_{K}-273}{100}\]
Razão de transformação da escala Kelvin
Para realizar a conversão de temperatura entre escalas, iguala-se as razões de transformação. Assim, para a conversão entre as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, vale a equação:
\[R_{T}(ºC)=R_{T}(ºF)=R_{T}(K)\]
\[\Rightarrow \frac{T_{C}}{100}=\frac{T_{F}-32}{180}=\frac{T_{F}-273}{100}\]
\[\Rightarrow \frac{T_{C}}{5}=\frac{T_{F}-32}{9}=\frac{T_{F}-273}{5}\]
Para o caso de variações de temperatura, a conversão entre as escalas se dá pela fórmula:
\[\frac{\Delta T_{C}}{5}=\frac{\Delta T_{F}}{9}=\frac{\Delta T_{K}}{5}\]
Fórmulas
Razão de transformação de uma escala termométrica X, em que TE é temperatura de ebulição da água e TF, temperatura de fusão:
Razão de transformação da escala Celsius:
Razão de transformação da escala Fahrenheit:
Razão de transformação da escala Kelvin:
Exercício de fixação
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