TERMOMETRIA

1. Termometria: é uma parte da termologia que estuda a temperatura e suas formas pelas quais a mesma pode ser medida. O primeiro conceito importante que devemos destacar é o conceito de  temperatura.
2. Temperatura: é uma grandeza física escalar que está associada ao grau de agitação molecular de um sistema. Quando dois ou mais corpos atingem a mesma temperatura dizemos que eles estão em equilíbrio térmico. Podemos então comparar estes objetos para fazer medidas. É assim que funciona o termômetro. O líquido dentro dele (geralmente mercúrio) entra em equilíbrio térmico com o que queremos medir e se dilata. Mas, quais serão as unidades de medida?
3. Escalas termométricas:

•  Escala Celsius

Criada pelo sueco Anders Celsius (1701-1744). Utiliza como pontos fixos os valores de 0ºC para o ponto de gelo e 100ºC para o ponto de vapor (na verdade, Celsius estabelece o contrário. Mais tarde, o biólogo sueco Carl von Linné inverte esses valores, dando a característica à escala que conhecemos hoje). Essa escala é chamada de escala centígrada, pois possui 100 unidades entre os pontos de vapor e gelo.

• Escala Fahrenheit

 Criada pelo alemão Gabriel Daniel Fahrenheit (1644-1710). Utiliza como pontos fixos os valores de 32ºF para o ponto de gelo e 212ºF para o ponto de vapor (na verdade, Fahrenheit cria a escala utilizando como pontos fixos uma mistura de gelo, sal e álcool para o 0ºF e a temperatura do corpo humano para o 100ºF.).

• Escala Absoluta – Kelvin

 Ao analisar o comportamento da pressão de gases em função da sua temperatura, Willian Thomson, posteriormente condecorado Lorde Kelvin, concluiu que existia uma temperatura mínima para sistemas físicos, onde a pressão dos gases deveria se anular. Essa temperatura vale -273,15 ºC. Por simplicidade, aproximaremos para -273 ºC, temperatura que ficou conhecida como ZERO ABSOLUTO, recebendo o valor de 0 K (zero Kelvin). A escala Kelvin tem variação de temperatura idêntica à escala Celsius. Assim, a relação entre as duas escalas vale: T(K) = θ(ºC) + 273

 

   4. Exercícios:

Questão 1

(ITA) O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima do inverno anterior foi de 60ºC. Qual o valor dessa diferença na escala Fahrenheit?

a) 33ºF

b) 60ºF

c) 92ºF

d) 108ºF

e) 140ºF

   Questão 2

(Unesp 2003) Uma panela com água é aquecida de 25°C para 80°C. A variação de temperatura sofrida pela panela com água, nas escalas Kelvin e Fahrenheit, foi de:

a) 32 K e 105°F.

b) 55 K e 99°F.

c) 57 K e 105°F.

d) 99 K e 105°F.

e) 105 K e 32°F.

Questão 3

Julgue as afirmações abaixo:

I – A escala Celsius atribui 0° para o ponto de fusão do gelo e 100º para o ponto de ebulição da água;

II – O limite inferior para a escala Kelvin corresponde a -273°C;

III – 1°C equivale a 1°F.

Estão corretas:

a) I e II apenas

b) I e III apenas

c) I, II e III

d) II e III apenas

e) I apenas

   5. Gabarito:

Resposta Questão 1

Para fazer a conversão da escala Celsius para a escala Fahrenheit, usa-se a seguinte fórmula:

Δ_TC =  Δ_TF
 5         9   

Substituindo 60°C da equação acima, temos

60 = Δ_TF
     5       9       

12 = Δ_TF
       9

Δ_TF  = 12.9

Δ_TF = 108 °F

Alternativa d.

Resposta Questão 2

Primeiro precisamos saber qual foi a variação na escala Celsius. Esse valor é obtido através da diferença entre o valor final e o valor inicial:

ΔC = C₂ - C₁
ΔC = 80-25
ΔC = 55 °C

Quando a temperatura varia 1° na escala Celsius, ela sofre a mesma variação na escala Kelvin. Portanto, se a variação foi de 55° na escala Celsius, também foi de 55 em na escala Kelvin.
Na escala Fahrenheit, essa mesma variação é dada por:

C = F
5    9

Substituindo C por 55, temos:

55 = F
5     9
11 = F
      9
F = 9.11

F = 99 °F

De acordo com os resultados obtidos, a alternativa correta é a letra b.

 

Resposta Questão 3

 

A afirmação I e II estão corretas.

A afirmativa III é incorreta porque 1º Celsius equivale a 1,8°F.

Portanto, letra “a”.