As escalas termométricas são representações da temperatura dos corpos em alguma escala, geralmente na escala Celsius, escala Fahrenheit ou escala Kelvin. Com base no estudo da equivalência de seus pontos de fusão e ebulição, foi possível desenvolver a fórmula que converte uma escala termométrica em qualquer outra.
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Tópicos deste artigo
- 1 - Resumo sobre escalas termométricas
- 2 - O que são as escalas termométricas?
- 3 - Quais são as escalas termométricas?
- 4 - Como fazer a conversão de escalas termométricas?
- 5 - Exercícios resolvidos sobre escalas termométricas
Resumo sobre escalas termométricas
- As escalas termométricas são empregadas nos termômetros para aferições de temperatura.
- São elas Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
- É possível converter qualquer escala termométrica em outra escala termométrica.
- Na escala Celsius, a temperatura de fusão da água é de 0 °C e a temperatura de ebulição da água é de 100 °C.
- Na escala Fahrenheit, a temperatura de fusão da água é de 32 °F e a temperatura de ebulição da água é de 212 °F.
- Na escala Kelvin, a temperatura de fusão da água é de 273 °C e a temperatura de ebulição da água é de 373 °C.
O que são as escalas termométricas?
As escalas termométricas informam o grau de agitação das moléculas e átomos dos corpos, ou seja, o valor e a unidade de medida da sua temperatura. É possível transformar de uma escala termométrica para outra por meio da equivalência dos seus pontos de fusão e de ebulição.
Quais são as escalas termométricas?
As principais escalas termométricas são a escala Celsius, escala Fahrenheit e a escala Kelvin.
A escala Celsius foi criada pelo astrônomo, geofísico e físico Anders Celsius (1701-1744) em 1742, sendo empregada na maioria dos países. Nessa escala foram fixadas a temperatura de fusão da água a 0 °C e a temperatura de ebulição da água a 100 °C.
A escala Fahrenheit foi criada pelo físico, engenheiro e soprador de vidro Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736) em 1724, sendo empregada em alguns países como Estados Unidos da América, Mianmar (antiga Birmânia) e Libéria. Nessa escala foram fixadas a temperatura de fusão da água a 32 °F e a temperatura de ebulição da água a 212 °F.
A escala Kelvin foi criada pelo físico-matemático e engenheiro William Thomson (1824-1907), o famoso Lord Kelvin, em 1864, sendo empregada em medições laboratoriais e cálculos científicos. Nessa escala foram fixadas a temperatura de fusão da água a 273 K e a temperatura de ebulição da água a 373 K.
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Como fazer a conversão de escalas termométricas?
A conversão entre as escalas termométricas é realizada pela fórmula geral:
\(\frac{T_C}{5}=\frac{T_F-32}{9}=\frac{T_K-273}{5}\)
TC é a temperatura na escala Celsius, medida em [°C].
TF é a temperatura na escala Fahrenheit, medida em [°F].
TK é a temperatura na escala Kelvin, medida em [K].
Essa fórmula geral pode ser transformada em três fórmulas específicas para diferentes conversões entre as escalas termométricas: conversão da escala Celsius para a escala Fahrenheit, ou vice-versa; conversão da escala Celsius para a escala Kelvin, ou vice-versa; e conversão da escala Fahrenheit para a escala Kelvin, ou vice-versa.
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Conversão da escala Celsius para a escala Fahrenheit
\(\frac{T_C}{5}=\frac{T_F-32}{9}\)
TC é a temperatura na escala Celsius, medida em [°C].
TF é a temperatura na escala Fahrenheit, medida em [°F].
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Conversão da escala Celsius para a escala Kelvin
\(\frac{T_C}{5}=\frac{T_K-273}{5}\)
TC é a temperatura na escala Celsius, medida em [°C].
TK é a temperatura na escala Kelvin, medida em [K].
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Conversão da escala Fahrenheit para a escala Kelvin
\(\frac{T_F-32}{9}=\frac{T_K-273}{5}\)
TF é a temperatura na escala Fahrenheit, medida em [°F].
TK é a temperatura na escala Kelvin, medida em [K].
→ Videoaula sobre conversão de escalas termométricas
Exercícios resolvidos sobre escalas termométricas
01) (UEL PR/Janeiro) Quando Fahrenheit definiu a escala termométrica que hoje leva o seu nome, o primeiro ponto fixo definido por ele, o 0 ºF, corresponde à temperatura obtida ao se misturar uma porção de cloreto de amônia com três porções de neve, à pressão de 1 atm. Qual é essa temperatura na escala Celsius?
a) 32 ºC
b) 273 ºC
c) 37,7 ºC
d) 212 ºC
e) –17,7 ºC
Resolução:
Alternativa E. Calcularemos essa temperatura na escala Celsius por meio da fórmula que converte da escala Fahrenheit para a escala Celsius:
\(\frac{T_C}{5}=\frac{T_F-32}{9}\)
\(\frac{T_C}{5}=\frac{0-32}{9}\)
\(\frac{T_C}{5}=\frac{-32}{9}\)
\(T_C=\frac{-32}{9}\cdot5\)
\(T_C\cong17,7\ °c\)
02) (Unifor CE/Janeiro) A temperatura de determinada substância é 50 °F. A temperatura absoluta dessa substância, em kelvins, é:
a) 343
b) 323
c) 310
d) 283
e) 273
Resolução:
Alternativa D. Calcularemos a temperatura absoluta dessa substância na escala Kelvin por meio da fórmula que converte da escala Fahrenheit para a escala Kelvin:
\(\frac{T_F-32}{9}=\frac{T_K-273}{5}\)
\(\frac{50-32}{9}=\frac{T_K-273}{5}\)
\(\frac{18}{9}=\frac{T_K-273}{5}\)
\(\frac{18}{9}\cdot5=T_K-273\)
\(10=T_K-273\)
\(T_K=10+273\)
\(T_K=283\ K\)
Fontes
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.
