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ESCALAS TERMOMÉTRICAS

 

     Existem diversas formas de medir a temperatura dos corpos ou meios. Você saberia dizer a que temperatura ocorre a fusão do gelo em água ou, ainda, a que temperatura ocorre o congelamento da cerveja? Bom, para que seja possível responder a essas questões se faz necessário saber em que escala queremos determiná-las. Cada escala de temperatura tem critérios e graduações diferenciadas podendo existir valores negativos para a temperatura ou não, até a diferença na equivalência de um grau entre elas. Você saberia construir um equipamento onde você pudesse medir as temperaturas do seu dia-a-dia utilizando-se de materiais simples? Ou ainda seria possível constituir sua própria escala de temperatura?

     As escalas termométricas são padrões de relação entre medidas, que levam em consideração pontos em comum entre as medidas de temperatura, de modo que se possa fazer a conversão entre elas. Por padrão se utiliza o ponto de gelo da água e o ponto de vapor de água como valores fixos, ou seja, é a partir deles que as escalas são construídas e as temperaturas entre as escalas relacionadas. Vejamos algumas delas:

     Escala Celsius

    Esta escala é a utilizada aqui no Brasil. Ela tem como características principais ser considerada uma escala centígrada, onde os pontos fixos são de 0 oC para o ponto de gelo e 100 oC para o ponto de vapor. Foi proposta pelo cientista Anders Celsius (1701-1744) no século XVIII. Atualmente por sugestão de cientistas reunidos nas convenções internacionais, usa-se praticamente em todo o planeta essa escala.
 

     Escala Fahrenheit

        Esta escala foi criada pelo inventor Daniel Gabriel Fahrenheit em meados dos anos de 1714 (Daniel também foi o inventor do termômetro de mercúrio).  Para tanto ele determinou dois pontos iniciais (pontos fixos).  Ele introduziu seu termômetro, ainda sem nenhuma escala, dentro de uma mistura de água, gelo e sal de amônia.  O mercúrio se deslocou dentro do termômetro até parar em determinada posição, a qual ele marcou e chamou de zero.  O segundo ponto fixo ele obteve ao medir a temperatura do corpo humano, fazendo com que o mercúrio parasse num segundo ponto.  Quando isso aconteceu, Fahrenheit marcou a segunda posição e a chamou de 100.  Após isto, ele dividiu a distância entre os dois pontos por 100 e teve então sua escala criada.

     Ao medir a temperatura da fusão do gelo em água na sua nova escala Fahrenheit achou o correspondente a 32ºF, enquanto, a temperatura de ebulição da água era de 212ºF. Essa escala é a mais utilizada nos países oriundos da língua inglesa.
 

     Escala kelvin 

 

       O kelvin (símbolo: K), também conhecida como escala absoluta, é a unidade de base do Sistema Internacional de Unidades (SI) para a grandeza temperatura. O kelvin é a fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água.

 

     Parabéns! Você já conheceu as escalas. Agora uma pergunta: qual a relação entre elas? Claro... essa é uma questão muito importante quando queremos compará-las. Imagine que você foi a um país de língua inglesa, supostamente, aos Estados Unidos. Você sentiu-se indisposto numa bela manhã ao visitar a estátua da liberdade. Você então procura uma forma de medir sua temperatura pedindo ajuda a um amigo. Após ele realizar sua medida, ele te diz: "My friend you are with 98.6 degrees." (Meu amigo você está com 98,6 graus). Uau!!! Você deve pensar que está para morrer... calma... Nos Estados Unidos a temperatura é dada na escala Fahrenheit, vejamos a equivalência na escala de Celsius.

     Como determinar a equivalência entre as escalas?
                                          Veja a demonstração que segue: Clique aqui!

 

 

     Equivalência entre as escalas: equações matemáticas
 

     Aqui você pode converter a temperatura entre qualquer uma das três escalas abaixo, basta digitar o valor conhecido na respectiva escala e clicar em qualquer dos dois quadros vazios para obter a equivalência entre os valores.
 

kelvin  =

Celsius =

Fahrenheit

  Obs.: os valores devem ter adicionados ponto para separação decimal e os resultados tem separação decimal dada por ponto ao invés da vírgula!

     Para que seja possível determinar esses valores, usou-se o quadro de equivalência entre as equações conhecidas das escalas termométricas definidas anteriormente na demonstração. Porém é útil ressaltar que os valores lá foram arredondados a fim de facilitar a demonstração. Assim devemos calcular a equivalência entre as escalas utilizando:

      Retome o que aprendeu fazendo os exercícios correspondentes a esse tópico.

 

 

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Referências

 

APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA DE TERMODINÂMICA
NO ENSINO MÉDIO ATRAVÉS DO ESTUDO
DE MÁQUINAS TÉRMICAS COMO TEMA MOTIVADOR

Desenvolvido por Daniel Schulz - UFRGS - 2009