Termômetros e Escalas Termométricas

É importante diferenciar o calor da temperatura:

- Calor: energia térmica em trânsito.

- Temperatura: número associado à vibração molecular.

Essa definição é uma definição microscópica. A ideia de “quente” e “frio” é fácil de entender. A temperatura serve para fornecer essa avaliação de “quente” e “frio”.

Para poder avaliar isso é preciso usar uma escala conhecida.

Será que você consegue avaliar se está quente ou frio com a informação de uma temperatura de 492 graus rankine?

Difícil? Esse valor corresponde a zero graus celsius. Ficou melhor?

Aì está a importância de conhecer as escalas e suas conversões.

Vamos ver alguns itens antes das conversões:

- O fluxo de calor é da região de maior temperatura para a região de menor temperatura.

- Corpos a diferentes temperaturas buscam o equilíbrio térmico quando em contato.

 O termômetro é o instrumento necessário para medir a temperatura e o mais comum é formado por um capilar com um líquido. Quando o termômetro é inserido no local em que se deseja medir a temperatura, o líquido no capilar se dilata até atingir o equilíbrio térmico. Com o auxílio de uma escala graduada próxima ao tubo capilar é possível ler a temperatura.

Um termômetro clínico também possui um líquido (mercúrio) no interior do capilar, contudo ele possui um estrangulamento que impede que o mercúrio retorne a uma temperatura mais baixa após retirado. Como a temperatura média do corpo humano é por volta de 36,5º C, se não existisse o estrangulamento, ao retirar o termômetro da região usada (embaixo do braço), o termômetro iria começar a entrar em equilíbrio térmico com o ambiente dificultando a leitura exata.

Há outros tipos de termômetros como os que usam resistores ou gás, entre outros.

Escalas termométricas

Para que uma escala termométrica possa ser comparada com outras é preciso conhecer valores da nova escala em comparação com outras. Geralmente usam-se os dois pontos:

Ponto fixo de fusão do gelo

Ponto fixo de ebulição da água.

Há muitas escalas, contudo três são mais conhecidas. As escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

Os pontos fixos são mostrados em seguida.

Para fazer a relação entre as escalas é preciso considerar a proporção existente. A variação que a coluna sofre é a mesma  em qualquer escala, contudo os números serão diferentes.

É importante observar que a variação de temperatura em celsius é a mesma variação em kelvin.

A escala Kelvin é conhecida como escala absoluta pois o zero kelvin corresponde à menor temperatura possível. É o chamado Zero Absoluto (não existe kelvin negativo).

A escala rankine, apresentada no início da aula, também é uma escala absoluta (seu zero coincide com o zero kelvin), mas é dividida em 180 partes como na escala Fahrenheit.

Para a maioria dos vesitbulares as conversões abaixo (Celsius, Fahrenheit e Kelvin) são as mais comuns.

 

Exercícios resolvidos:

1) Com um termômetro graduado em kelvin um estudante observa uma variação de temperatura de 20 K. Essa variação corresponde em celsius e fahrenheit a:

a)     20o C e 36o F

b)    20o C e 72o F

c)     273o C e 36o F

d)    70o C e 48o F

e)     20o C e 36o F

 Solução:

 A variação em kelvin é a mesma em celsius (ambas as escalas são divididas em 100 partes).

 Para a variação em fahrenheit basta usar a fórmula

 

ΔF = 36oF

Letra A

 

2) Um estudante verificou que uma determinada temperatura coincidia nas escalas Celsius e Fahrenheit. Esse valor é:

a) – 5º C

b) – 10º C

c) – 20º C

d) – 30º C

e) – 40º C

Solução:

Usando a fórmula de conversão:

Como a temperatura coincide em número, os valores são iguais.

Multiplicando cruzado e resolvendo.

Letra E

 

Bom estudo.

 

 

 

 

 



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