La temperatura es identificada como una medida fundamental en la física. Categorizada por niveles, se encuentra dividida por temperaturas relativas, los cuales están vinculadas al nivel de calor que puedan encontrarse en una materia de estado gaseoso, líquido o sólido.
Es de resaltar que, se encuentra comúnmente tres tipos de escala de temperatura.
En este orden, las escalas habituales de temperatura están conformadas por la escala de temperatura Celsius, Kelvin y Fahrenheit, gracias a estos se pueden obtener métodos simples y consistentes (mediante la implementación de un termómetro y/o objeto especial), a fin de verificar el tipo de nivel de calor que pueda tener alguna temperatura dentro de algunos de los estados de la materia antes mencionados.
En esta oportunidad, el presente artículo tiene como fin, explicarte un poco sobre las escalas de temperatura Celsius, Kelvin y Fahrenheit y explicarte sobre las diferencias que pueden encontrar entre estas.
Es la magnitud que permite definir la cantidad de energía cinética de las partículas, dentro de una masa compuesta por algún tipo de estado de la materia ya sea, gaseoso, liquido o sólido.
Al ser una medida relativa, las escalas de temperatura Celsius, Kelvin y Fahrenheit, se encuentra basadas en puntos referenciales los cuales son usados con el fin de medir la temperatura con precisión.
¿Cuál es la diferencia las escalas de temperatura Celsius, Kelvin y Fahrenheit?
Primeramente, la escala de temperatura Celsius fue desarrollada por el astrónomo suizo Ander Celsius (1701 – 1744), quien dividió el rango entre las temperaturas que están dentro de los puntos de congelación y de ebullición del agua, las cuales son divididas en 100 partes.
De esta manera, la diferencia entre estos puntos de temperatura se encuentra especificada entre los 0°C (congelamiento) y los 100°C (ebullición).
Por otro lado, la escala de temperatura Kelvin fue desarrollada en el año 1848 por el británico William Thompson Kelvin, la cual tiene por objeto prolongar la escala Celsius hasta llegar al cero absoluto. Es de tener en cuenta que, la escala de temperatura Kelvin al llegar a su punto cero comprende la temperatura más baja que existe en el universo.
La escala de temperatura Kelvin usa la misma medidas y división que la escala Celsius. La diferencia más resaltante entre estas dos medidas es que, la escala Kelvin no implementa números negativos, esto es debido a que, teóricamente nada puede ser más frio que el cero absoluto.
Es decir, en la escala de temperatura Celsius el nivel cero en el cero absoluto comprende -273.15°C como punto de congelamiento, si los convertimos a Kelvin, el punto de congelamiento del agua quedaría en 273.15 Kelvin.
Debido a esto, la escala Kelvin es una medida estándar y una de las más usada en las investigaciones científicas especialmente en aquellos experimentos que se busca medir temperaturas extremadamente bajas.
En los que respecta a la escala de temperatura Fahrenheit, fue establecida por el físico holandés – alemán Gabriel Daniel Fahrenheit. Este tipo de escala de temperatura divide los puntos de fusión y de ebullición del agua, en 180 intervalos iguales. Este tipo de escala de temperatura es ampliamente utilizada en los Estado Unidos.
Diferenciación en las medidas de temperatura que implementan:
- Celsius: divide el punto de congelación de 0°C al punto de ebullición el cual es de 100°C
- Kelvin: comprende el punto de congelación que va desde los 0 Kelvin hasta los 6000 kelvin.
- Fahrenheit: divide los puntos de congelación de 32°F y el punto de ebullición de 212°F
Cada uno de estos sistemas son factores importantes en la investigación científica, gracias a estos se puede verificar con precisión los agentes de calor en los procesos químicos, industriales e incluso metalúrgicos,
Escalas termométricas: quais são, fórmula e exercícios!
- O que é escala termométrica?
- Quais as escalas termométricas?
- Celsius
- Kelvin
- Fahrenheit
- Escalas termométricas: fórmula
- Celsius e Kelvin
- Celsius e Fahrenheit
- Kelvin e Fahrenheit
- Escalas termométricas: exercícios
- Resolução
- Resolução
Diferentemente do que muitos estudantes pensam, há outras formas de expressar a temperatura de um determinado corpo/ambiente além da já conhecida escala Celsius, isso porque existem outras escalas termométricas, pelas quais também conseguimos representar qualquer faixa de temperatura seguindo uma outra lógica.
Desse modo, com o objetivo de esclarecer mais sobre esta matéria, preparamos um post explicando quais são as escalas termométricas, o que as diferencia, de que maneira é possível realizar as conversões em questões de vestibular e Enem. Boa leitura!
O que é escala termométrica?
Escala termométrica nada mais é do que uma metodologia (que utiliza conceitos de Física e de Matemática) que tem como objetivo criar uma lógica para a medição de temperatura de um dado objeto/ambiente.
Atualmente, existem várias escalas termométricas no mundo científico; contudo, há 3 que são usualmente mais utilizadas: a escala Celsius, a Fahrenheit e a Kelvin.
Confira abaixo um pouco mais sobre essas 3 principais escalas termométricas da Física.
Celsius
A escala Celsius é a mais popular entre as escalas, isso porque grande parte dos países a adota e suas faixas de valores já são bem conhecidas por praticamente toda a população mundial.
Conhecida no passado por escala centígrado, os valores de fusão e ebulição da água na escala Celsius são:
- 100° C para o ponto de ebulição;
- 0° C para o ponto de fusão.
Kelvin
Já a escala Kelvin não é adotada oficialmente por nenhum país, contudo, ela é extremamente popular no mundo acadêmico, sendo bastante comum aparecer em trabalhos científicos, estudos universitários e em provas de vestibular.
Em relação aos pontos de fusão e ebulição da água, a escala Kelvin os afere em:
- 373 k para o ponto de ebulição;
- 273 k para o ponto de fusão.
Fahrenheit
Atualmente, existem apenas 3 países que utilizam a escala Fahrenheit, criada em 1724, em seu sistema de medição: Estados Unidos, Myanmar e Libéria.
Os valores para o ponto de fusão e ebulição da água nesta escala são:
- 212° F para a ebulição;
- 32° F para a fusão.
Escalas termométricas: fórmula
Por se tratar de escalas que conseguem representar uma mesma temperatura sob diferentes metodologias, é possível realizar a conversão entre todas as escalas, basta aplicar corretamente uma sequência de fórmulas.
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Celsius e Kelvin
Utilizamos a fórmula TK = TC + 273, em que TK equivale à temperatura em Kelvin e TC à temperatura em graus Celsius.
Converter 40° C em K:
- TK = 40 + 273
- TK = 313.
Celsius e Fahrenheit
Utilizamos a fórmula TC/5 = (TF – 32)/9, em que TC é temperatura em graus Celsius e TF é temperatura em Fahrenheit.
Converter 40° C em F:
- 40/5 = (TF – 32)/9
- 40 x 9 = 5(TF – 32)
- 360 = 5TF – 160
- 5TF = 520
- TF = 104.
Kelvin e Fahrenheit
Nesse caso, uma dica interessante é passar a temperatura Kelvin ou Fahrenheit (depende do exercício) para graus Celsius, para então posteriormente aplicar a fórmula de conversão adequada. Veja o exemplo a seguir.
Converter 60 K em F:
- TK = TC + 273
- 60 = TC + 273
- TC = -213
Agora aplicamos a conversão Celsius – Fahrenheit:
- TC/5 = (TF – 32)/9
- -213/5 = (TF – 32)/9
- -213 x 9 = 5(TF -32)
- -1917 = 5TF -160
- 5TF = – 1757
- TF = – 351,4.
Escalas termométricas: exercícios
Veja abaixo como as escalas termométricas podem ser cobrados em uma prova de vestibular.
1. (Unifesp) Quando se mede a temperatura do corpo humano com um termômetro clínico de mercúrio em vidro, procura-se colocar o bulbo do termômetro em contato direto com regiões mais próximas do interior do corpo e manter o termômetro assim durante algum tempo, antes de fazer a leitura.
Esses dois procedimentos são necessários porque:
a) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque demanda sempre algum tempo para que a troca de calor entre o corpo humano e o termômetro se efetive.
b) é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo, e porque demanda sempre algum tempo para que a troca de calor entre o corpo humano e o termômetro se efetive.
c) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque é preciso evitar a interferência do calor específico médio do corpo humano.
d) é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo, e porque o calor específico médio do corpo humano é muito menor que o do mercúrio e do vidro.
e) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo.
Resolução
Alternativa correta letra “b”. O objetivo de um termômetro clínico é medir a temperatura de uma região mais próxima possível do interior do corpo humano, ou seja, sem a interferência térmica da pele. Já a espera por um determinado tempo sempre é necessária, para que assim toda a troca de calor efetiva seja devidamente concluída.
2) (UFF) Um turista brasileiro, ao desembarcar no aeroporto de Chicago, observou que o valor da temperatura lá indicado, em °F, era um quinto do valor correspondente em °C.
O valor observado foi:
a) – 2° F.
b) 2° F.
c) 4° F.
d) 0° F.
e) – 4° F.
Resolução
Alternativa correta letra “e”. Aplicando a fórmula de Celsius para Fahrenheit e levando em conta que a temperatura em F é igual a 1/5 da temperatura em °C, temos:
C/5 = (F-32)/9
5 F/5 = (F-32)/9
9 F = F – 32
8 F = – 32
F = -4.
Sendo assim, percebemos que a matéria de escalas termométricas é muito importante na Física, ou seja, para aqueles que desejam fazer um bom vestibular, saber sobre os conceitos trabalhados acima é essencial.
Além disso, vale ressaltar que este conteúdo envolve tanto a interpretação de situações quanto a aplicação de fórmulas específicas, o que o torna ainda mais importante para os vestibulares.
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