Termômetros e escalas termométricas

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Termômetros e escalas termométricas

  1. 1. Material do Blog do Prof. Rafael Página 1 de 3 prof-rafael-fisica.webnode.com Termometria: Termômetros e Escalas Termométricas Como vimos anteriormente, a temperatura é uma medida macroscópica que está relacionada com o estado de agitação térmica das moléculas que compõem um corpo. Essa medida é feita indiretamente através de algumas grandezas chamadas de grandezas termométricas (comprimento, volume, pressão). O aparelho que mede a temperatura é chamado de termômetro. O mais antigo e mais simples é o termômetro de mercúrio. Esse termômetro utiliza-se do comprimento de uma coluna de mercúrio como grandeza termométrica. Composto por um tubo ligado a um reservatório (chamado de bulbo) preenchido por mercúrio na forma líquida. Quando o mercúrio é resfriado a coluna diminui seu tamanho, e quando o mercúrio é aquecido a coluna aumenta. Para haver uma medida é preciso se utilizar de uma escala termométrica, ou seja, uma referência que relacione a altura da coluna com a temperatura do corpo que se está medindo. Tradicionalmente, estudamos três escalas termométricas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Ponto de Ebulição A Escala Celsius é utilizada no Brasil e na maior parte dos países, oficializada em 1742 pelo astrônomo e físico sueco Anders Celsius (17011744). Esta escala tem como pontos de referência a temperatura de congelamento da água sob pressão normal (0°C) e a temperatura de ebulição da água sob pressão normal (100°C). Ponto de Fusão Temperatura do corpo humano Outra escala bastante utilizada, principalmente nos países de língua inglesa, criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), tendo como referência a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amônia (0°F) e a temperatura do corpo humano (100°F). Mistura de Gelo e Amônia prof-rafael-fisica.webnode.com Página 1 de 3
  2. 2. Material do Blog do Prof. Rafael Página 2 de 3 prof-rafael-fisica.webnode.com Também conhecida como escala absoluta, foi verificada pelo físico inglês William Thompson (18241907), também conhecido como Lorde Kelvin. Esta escala tem como referência a temperatura do menor estado de agitação de qualquer molécula (0K) e é calculada apartir da escala Celsius. Por convenção, não se usa "grau" para esta escala, ou seja 0K, lê-se zero kelvin e não zero grau kelvin. Temperatura de Ebulição Zero Absoluto Comparando-se as três escalas, como podemos observar na figura ao lado, para o ponto de ebulição da água temos: 373,15K (trezentos e setenta e três vírgula quinze Kelvin); 100ºC (cem graus Celsius); 212ºF (duzentos e doze graus Fahrenheit). Já para o ponto de fusão da água temos: 273,15K (duzentos e setenta e três vírgula quinze Kelvin); 0ºC (zero graus Celsius); 32ºF (trinta e dois graus Fahrenheit). Para que seja possível expressar temperaturas dadas em uma certa escala para outra qualquer deve-se estabelecer uma convenção geométrica de semelhança. Por exemplo, convertendo uma temperatura qualquer dada em escala Celsius para escala Fahrenheit: C −0 100 − 0 = F − 32 212 − 32 C= ⇒ C 100 = F −32 180 ⇒ C 5 = F − 32 9 ⇒ 9.C = 5( F − 32 ) 5.( F − 32) 9 Já para transformar qualquer temperatura em graus Fahrenheit em graus Celsius: 9.C = 5( F −32 ) F = ⇒ F −32 C = 9 5 ⇒ 5.( F −32 ) = 9C ⇒ ( F −32) = 9C 5 9C + 32 5 prof-rafael-fisica.webnode.com Página 2 de 3
  3. 3. Material do Blog do Prof. Rafael Página 3 de 3 prof-rafael-fisica.webnode.com Para transformar qualquer temperatura em Kelvin para graus Celsius ou vice-versa: C −0 100 − 0 = K − 273 373 − 273 ⇒ C = K − 273 K = C + 273 ou C 100 = K − 273 100 ⇒ C =1 K − 273 Por fim, para transformar qualquer temperatura em graus Fahrenheit para Kelvin ou vice-versa: K − 273 373 − 273 = F − 32 212 − 32 5( F − 32 )  K − 273 =   9   ⇒ ⇒ K − 273 100 = F − 32 180 ⇒ K − 273 5 = F − 32 9 5( F − 32 )  K =  + 273 9   prof-rafael-fisica.webnode.com ou ainda ⇒ 9.( K − 273) = 5( F − 32 ) 9( K − 273)  F =  + 32 5   Página 3 de 3

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