Qual é a importância de medir a temperatura?
Quando compramos um alimento industrializado como iogurte, carnes, lasanhas e outros produtos, encontramos nas embalagens as indicações das temperaturas para armazenamentos desses produtos. É importante sabermos interpretar essas informações, transformar as unidades de medida, medir a temperatura para que não ocorram prejuízos ao condicionarmos esses produtos. Alguns equipamentos como os computadores, precisam ter suas temperaturas controladas para que possam trabalhar com maior eficiência.
Podemos observar que medir a temperatura de um corpo é de extrema importância no nosso dia-a-dia, assim se faz necessário estudarmos as relações métricas das temperaturas.
UM POUCO DE HITÓRIA NA FÍSICA TÉRMICA
Na antiga Grécia já existiam dispositivos que mediam a variação de temperatura de um sistema.
GALILEU:
Usando vinho como matéria prima, Galileu construiu um dispositivo chamado de termoscópio que media a temperatura dos objetos pelo contato do aparelho com o corpo.
Usando vinho como matéria prima, Galileu construiu um dispositivo chamado de termoscópio que media a temperatura dos objetos pelo contato do aparelho com o corpo.
O termoscópio de Galileu também é conhecido comercialmente como tesometro.
FAHRENHEIT:
Daniel G. Fahrenheit construiu um termômetro que utilizava como substância termométrica o mercúrio líquido. Ele adotou como valores de comparação, a temperatura mais baixa do inverno de sua cidade natal, Danzig na Polônia, e a temperatura corporal 98,6 graus.Com esses valores ele determinou as temperaturas de 32 e 212 respectivamente para as temperaturas de congelamento e vaporização da água.
CELSIUS:
Em 1742 o astrônomo sueco Anders Celsius propôs una escala na qual adotava os valores zero grau para o ponto onde a água congela e 100 graus para o ponto de fervura da água. Anders Celsius (Uppsala, 27 de Novembro de 1701 — Uppsala, 25 de Abril de 1744) foi um astrônomo sueco. Foi professor de astronomia na Universidade de Uppsala, de 1730 a 1744, mas viajou de 1732 a 1735, visitando principalmente observatórios na Alemanha, Itália e França.
KELVIN:
Físico escocês de origem irlandesa (26/6/1824-17/12/1907), criador da escala de temperaturas absolutas Kelvin. O nome deriva de seu título de barão Kelvin of Largs, outorgado pelo governo britânico em homenagem a sua descoberta, em 1892. Em 1832 descobre que a descompressão dos gases provoca esfriamento, e cria a escala de temperaturas absolutas, cujo valor da temperatura em graus equivale ao grau Celsius mais 273,16.
TEMPERATURA:
É a medida do nível da agitação térmica das partículas de um corpo ou medida do nível médio da energia térmica de um sistema.
EQUILÍBRIO TÉRMICO:
Ocorre quando dois corpos apresentam a mesma temperatura ou a mesma agitação molecular.
PRINCÍPIO ZERO DA TERMODINÂMICA:
"Se dois corpos estão em EQUILÍBRIO com um terceiro, então eles estão em equilíbrio térmico entre si."
Por definição, dois corpos possuem a mesma temperatura se estiverem em equilíbrio térmico
entre si. A Lei Zero da termodinâmica, permite, também, definir uma
escala de temperatura, como por exemplo, as escalas de temperatura
Celsius e Fahrenheit.
TERMÔMETRO:
Quando ocorre uma variação na temperatura de um corpo ocorre também um variação na sua agitação molecular. Essa agitação molecular não é visível a olho nú mas pode ser medida por meio de um intrumento chamado de termômetro, que ao entrar em equilíbrio térmico com um corpo qualquer, provoca a dilatação do líquido interno determinando a temperatura do sistema.
Para que os termômetros possam fazer as medições necessárias toma-se dois estados térmicos bem definidos chamados de pontos fixos.
* Ponto de gelo- É o ponto de fusão do gelo.
* Ponto de vapor - É o ponto de ebulição da água.
Abaixo estão representados os pontos fixos das principais escalas usadas.São eles:
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
A escala absoluta de Kelvin está relacionada à energia cinética de translação das moléculas de um dado elemento, quando a energia cinética de translação deste elemento for zero, um termômetro de escala absoluta estará indicando zero.
Existem várias escalas absolutas, sendo a escala Kelvin a mais conhecida, para converter escala Kelvin para Celsius, utiliza-se a seguinte formula:
Tk = Tc + 273,15K
Tc = Tk − 273,15
Quando a temperatura do gelo
estiver a 0 grau na escala Celsius, estará marcando 273,15 na escala
Kelvins, quando estiver marcando 0 na escala kelvin estará a -273,15
graus na escala Celsius. A denominaçao se deve ao fato de Kelvin utilizar um valor físico existente.
Zero Kelvin significa o ponto em que não há mais energia cinética entre as moléculas.
O zero Kelvin significa a menor temperatura já encontrada no sistema
solar.O zero é realmente zero.
Este é um valor imensamente baixo e
inalcançável no nosso planeta. Logo todos os valores serão acima do zero
absoluto. lembre-se: não existe a denominaçao graus Kelvin. Fala-se apenas tantos Kelvin.
CONVERSÕES ENTRE ESCALAS:
Para fazer a transformação entre as escalas, primeiro estabelecemos uma relação entre as grandezas termomótricas:
Montamos a regra de proporcionalidade:
Dessa forma temos as seguintes equações:
Para transformar uma temperatura em outra temperatura:
onde :
Tc = temperatura em celsius
Tf = temperatura em fahrenheit
Tk = temperatura em kelvin
VARIAÇÃO DE TEMPERATURA:
É a diferença entre as temperaturas inicial e final de um sistema.
ONDE:
= VARIAÇÃO DE TEMPERATURAT = TEMPERATURA FINAL
T0 = TEMPERATURA INICIAL
Como
representam uma variação de temperatura , temos:
1. (UFC) O planeta Mercúrio é o que sofre a maior variação de temperatura do sistema solar. A temperatura na parte iluminada pelo Sol chega a 400 oC, enquanto no lado escuro a temperatura cai a - 200 oC. Essa variação de temperatura, expressa em kelvins, é:
a) - 73
b) 273
c) 327
d) 600
e) 873
2. (UFRJ) Se 32 oF correspondem a 0 oC e 212 oF correspondem a 100 oC, logo 25 oC vão corresponder a:
a) 40 oF; 196 K
b) 77 oF; 350 K
c) 77 oF; 258 K
d) 77 oF; 298 K
e) 57 oF; 298 K
3. (Fatec-SP) À pressão de 1 atm, as temperaturas de ebulição da água e fusão do gelo na escala Fahrenheit são, respectivamente, 212 oF e 32 oF. A temperatura de um líquido que está a 50 oC à pressão de 1 atm é, em oF:
a) 162
b) 90
c) 106
d) 82
e) 122
4. (Mackenzie-SP) No dia 1° de janeiro de 1997, Chicago amanheceu com a temperatura de 5 oF. Essa temperatura na escala Celsius, corresponde a:
a) - 15 oC
b) - 10 oC
c) - 5 oC
d) 2 oC
e) 8 oC
5. (Fuvest-SP) A televisão noticia que a temperatura em Nova York chegou aos 104 graus (naturalmente 104 graus Fahrenheit). Converta para graus Celsius.
a) 44 oC
b) 40 oC
c) 36 oC
d) 30 oC
e) 0 oC
6. (U. E. Ponta Grossa-PR) Em um recipiente contendo água, dois termômetros medem, simultaneamente a temperatura. Um dos termômetros está graduado na escala Fahrenheit e o outro na escala Celsius, a diferença entre a medida obtida na escala Fahrenheit e a medlda obtida na escala Celsius é igual a 100 . A partir desses dados, é correto afirmar que a água encontra-se a uma temperatura igual a:
a) 45 oC
b) 185 oC
c) 85 oC
d) 95 °C
e) 75°C
7. Um turista brasileiro, ao desembarcar no aeroporto de Chicago. observou que o valor da temperatura lá indicado, em oF era um quinto do valor correspondente em oC. O valor observado foi:
a) -2 oF
b) 2 oF 2 oF
c) 4 oF 4 oF
d) 0 oF 0 oF
e) - 4 oF
8. (Mackenzie-SP) A indicação de uma temperatura na escala Fahrenheit excede em 2 unidades o dobro da correspondente ìndicação na escala Celsius. Essa temperatura é:
a) 300 oC
b) 170 oC
c) 150 oC
d) 100 oC
e) 50 oC
9. (FEI-SP) Uma diferença de temperatura de 100 oC equivale a:
a) 112 oF
b) 212 oF
c) 180 oF
d) l32 oF
e) 68 oF
10. (U. E. Londrina-PR) A temperatura na cidade de Curitiba, em um certo dia, sofreu uma variação de 15 °C. Na escala Fahrenheit. essa variação corresponde a:
a) 59
b) 45
c) 27
d) 18
e) 9
RESPOSTAS:
1 – D; 2 – D ; 3 – E; 4 – A; 5 – B; 6 – C; 7 – E; 8 – C; 9 – C; 10 - C
