1. O documento discute os conceitos fundamentais de temperatura e calor, incluindo noções de temperatura, agitação das partículas, energia térmica, equilíbrio térmico e calor. 2. São definidos termômetros como dispositivos que medem variações de temperatura e são discutidas as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. 3. Exemplos ilustram conversões entre as escalas e aplicações dos conceitos.

1. Termometria
Termologia
AULA 001

2. Temperatura e calor
1. Noções de temperatura e calor
As sensações térmicas provocadas por uma
xícara de café bem quente ou por um refrigerante
bem gelado nos proporcionam as noções mais
simples de temperatura: quente e frio. No dia a
dia, é comum utilizarmos o tato para avaliar a
temperatura dos corpos. Mas esse procedimento
às vezes nos engana. Ao tocar com a mão uma
porta de madeira e sua maçaneta de metal, temos
sensações térmicas diferentes, mesmo que ambas
estejam em equilíbrio térmico (mesma
temperatura). Mas como são criadas tais
sensações?
O assentamento de Dallol, na região de deserto da Etiópia, é um dos lugares mais quentes do mundo. A
temperatura média anual lá é de aproximadamente 34 ºC e alcança facilmente os 60 ºC em um dia de verão.
Fotografia de dezembro de 2014.

3. Temperatura e calor

4. Temperatura e calor
Agitação das partículas, energia térmica e
temperatura

5. Temperatura e calor
Termologia é definido como o estudo dos fenômenos térmicos. Para tal,
se faz necessário descrever seus principais conceitos.
Calor: energia transferida de um sistema para outro em razão da
diferença de temperatura entre os envolvidos.

6. Temperatura e calor
Temperatura: média da energia cinética + movimento desordenado das partículas = grau de
agitação das partículas de um sistema.

7. Temperatura e calor
Equilíbrio Térmico: Situação na qual os sistemas ou corpos envolvidos estão na mesma temperatura, o que leva
à inexistência de calor. (Lei Zero da Termodinâmica)
O Princípio Zero da Termodinâmica
Sabemos que quando dois corpos estão em equilíbrio
térmico, eles têm a mesma temperatura e não trocam
calor. Como decorrência, se um deles estiver em
equilíbrio térmico com um terceiro corpo, o outro também
estará.
Assim, os três corpos terão a mesma temperatura.
Esse fato é conhecido pelo nome de Princípio Zero
da Termodinâmica. O princípio tem esse nome por
ser a base dos outros dois princípios da
Termodinâmica

8. Termômetros
Termometria é a interpretação da medição da temperatura sobre a existência de outros fenômenos térmicos.
Existem três escalas termométricas que são comumente utilizadas: Celsius (°C), Fahrenheit (°F) e Kelvin (K),
sendo esta última a escala oficial do Sistema Internacional.
Termômetros são dispositivos que contêm um material (a substância termométrica) que sofre variação
regular de alguma característica quando submetido a diferentes temperaturas.
Para medir e
comparar temperaturas,
utilizamos o termômetro

9. Exemplo
(UEA-AM) Para saber se a temperatura do leite estava
entre 40 °C e 45 °C, um fabricante de queijo utilizou um
termômetro velho, cujos números de escala estavam
apagados. Com o auxílio de um termômetro em boas
condições fez duas marcas indicativas dessa região de
temperatura no termômetro velho e, mantendo os dois
termômetros sob mesma condição térmica, fez as
seguintes medições:
De acordo com essas medições, a região de
temperatura que o queijeiro desejava tinha uma
extensão, em mm, de
a) 20.
b) 16.
c) 12.
d) 10.
e) 8.

10. Escalas e conversões
Para relacionar escalas distintas e achar um equivalente entre elas, é fundamental estabelecer um
padrão para comparação entre elas. Em geral, são adotados os pontos de fusão do gelo e ebulição da
água. Para as escalas mencionadas, a partir do padrão estabelecido, tem-se a seguinte relação:

11. Escalas Celsius e Fahrenheit
A escala de temperatura adotada pela maioria dos países
é a escala Celsius, elaborada em 1742 por Anders
Celsius (1701-1744).
A escala Fahrenheit foi construída em 1727 por Daniel
G. Fahrenheit (1686-1736).
𝜃𝐶
100
=
𝜃𝐹 − 32
180
⇒
𝜃𝐶
5
=
𝜃𝐹 − 32
9

12. Kelvin, uma escala absoluta
William Thomson (1824-1907), conhecido como Lorde
Kelvin, partiu de premissas diferentes. Trabalhando com a
transformação de gases, ele percebeu que, resfriando um gás
de 1 ºC a O ºC, sob pressão constante, seu volume diminuía
em do valor inicial. Como a pressão também decorre da
agitação térmica das partículas de gás, Kelvin concluiu que,
se sua temperatura diminuísse até -273 ºC, seria atingido o
estado de agitação nula. Assim, ele adotou o valor -273 ºC
como o ponto de origem dessa escala, não havendo
temperaturas abaixo dele no mundo físico, que é o domínio
da ciência experimental, empírica. Na prática, o zero absoluto
é inatingível. Mas hoje sabe-se que seu valor está bem
próximo de -273, 15 ºC. É por esse motivo que a escala
Kelvin também é chamada de escala absoluta.

13. Kelvin, uma escala absoluta
𝜃𝐶
100
=
𝑇 − 273
100
⇒
𝜃𝐶
5
=
𝑇 − 273
5
𝜃𝐶
5
=
𝑇 − 273
5

14. EXEMPLO
Uma das exigências feitas ao Reino Unido por ocasião da formação da União Europeia foi a adoção do
Sistema
Internacional de Unidades (SI). Temporariamente, convivem no Reino Unido o sistema antigo e o SI. Há
séculos
acostumados com seu sistema de unidades, os ingleses irão aos poucos absorvendo o SI e em breve,
provavelmente, a escala Fahrenheit deixará de existir. Talvez um dia fiquemos somente com a escala Kelvin,
uma “verdadeira” escala de temperaturas. Imagine sua mãe dizendo: “Leve um agasalho, pois a temperatura
vai baixar. A TV anunciou 280 K”. Verifique se o conselho procede, utilizando como referência a escala Celsius.
Resolução: Para transformar da escala Kelvin para a Celsius, temos:
𝜃𝐶 = 𝑇 − 273 ⇒ 𝜃𝐶 = 280 − 273 ⇒ 𝜃𝐶
= 7℃
O conselho procede, pois a temperatura estará em 7 °C, um valor que exige um agasalho.

15. EXEMPLO
Se na escala Celsius houver uma variação de temperatura de 20 ºC, então qual
será a variação correspondente na escala:
a) Kelvin?
b) Fahrenheit?

16. OBRIGADO!

17. PIETROCOLA, M. POGIBIN, A. ANDRADE, R. ROMERO, T. Física em Contextos. Vol 2. São Paulo: Ed do
Brasil, 2016.
BONJORMO, J. R.; RAMOS, C. M.; PRADO; E. P.; BONJORNO, V.; BONJORNO, M. A.; CASEMIRO,
R.; BONJORNO, R. F. S. A. Física: Termologia, Ondulatória e Óptica , 2º ano. São Paulo: FTD, 2016.
BARRETO F, Benigno. SILVA, Claudio. Física aula por aula: Termologia, Ondulatória e Óptica, 2°/ Benigno
Barreto Filho, Claudio Xavier da Silva. - 3ª Ed. São Paulo: FTD, 2016.
MARTINI, Glorinha. SPINELLI, Walter. REIS, Hugo C. SANT’ANNA, Blaidi. Conexões com a Física. Vol 2. 3ª
Edição. São Paulo: Moderna, 2016.
REFERÊNCIAS