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Física

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Temperatura
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Exercícios resolvidos

Escalas Termométricas
Prof. Ivan de Abreu Magalhães

Uma escala termométrica corresponde a um conjunto de valores numéricos, onde cada um desses valores está associado a uma determinada temperatura.

Como geralmente a variação da temperatura e a variação da grandeza termométrica são proporcionais, isso equivale dizer matematicamente que a equação termométrica é uma função do primeiro grau, a qual fica definida a partir de dois pontos.

No caso das escalas termométricas os pontos escolhidos correspondem a dois estados térmicos bem definidos e facilmente obtidos, sendo atribuindo a cada um deles um valor arbitrário de temperatura. Esses dois pontos são denominados pontos fixos da escala e são:

1° ponto fixo: corresponde à temperatura de fusão do gelo e é chamado ponto do gelo.

2° ponto fixo: corresponde à temperatura de ebulição da água e é chamado ponto do vapor.

Já foram criadas várias escalas termométricas, contudo as mais usadas são as escalas indicadas na tabela abaixo:

ESCALAS	Celsius	Fahrenheit	Kelvin
Ponto de ebulição	100	212	373
Ponto de fusão	0	32	273
Nº de divisões entre os pontos fixos	100	180	100

A partir da escolha dos pontos fixos, realizam-se as operações para se ter um termômetro tradicional de mercúrio. Veja a seguir quais são essas operações:

1ª) Coloca-se o termômetro em contato com o gelo em fusão e, após ocorrer o equilíbrio térmico, marca-se a altura da coluna de mercúrio atribuindo um certo valor numérico.

2ª) Coloca-se o termômetro em contato com a água em ebulição e, após ocorrer o equilíbrio térmico, marca-se a altura da coluna de mercúrio atribuindo um certo valor numérico.

3ª) Divide-se em partes iguais o espaço entre as duas marcas realizadas.

Conversão de escalas termométricas

Podemos ter uma temperatura em uma escala e achar seu valor correspondente em outra, e esse procedimento é chamado de conversão de escalas termométricas e é feito por meio de uma equação de conversão.

O procedimento da obtenção da equação de conversão entre as escalas mais usadas é o seguinte:

1) Se colocarmos os três termômetros de mercúrio nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, num recipiente com água à temperatura ambiente, a altura da coluna de mercúrio será a mesma em todos os termômetros. O valor numérico será diferente, pois as escalas são diferentes, tais valores serão chamados de θ_C, θ_F e θ_K, para cada uma das escalas.

2) Da mesma forma, na fusão do gelo e na ebulição da água, a altura da coluna de mercúrio será a mesma e os valores numéricos nas escalas serão diferentes.


Há uma mesma proporção entre as alturas das colunas de mercúrio nas escalas, então podemos escrever:



Simplificando os termos das escalas, temos a equação de conversão entre as escalas:

Obs: Equação de conversão para uma temperatura.

Importante: Nos casos de variação de temperatura, da mesma forma que foi feito para uma dada temperatura, pode-se encontrar a equação entre as variações de temperaturas das escala, onde a equação será:

Equação de conversão

A escala Kelvin, também denominada escala absoluta, pois a zero desta escala corresponde ao zero absoluto (estado térmico no qual a velocidade das moléculas de um gás perfeito se reduziria a zero, isto é, cessaria o estado de agitação das moléculas). Ao ler-se uma temperatura na escala Kelvin deve-se omitir o termo "grau"; assim, 23K lê-se "vinte e três Kelvins".

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