Comparando as medidas de temperatura nas escalas celsius e fahrenheit

A temperatura é a medida do grau de vibração das moléculas que compõem um corpo. Se a vibração molecular estiver alta, o corpo estará quente. Caso a vibração molecular seja pouco intensa, o corpo estará frio.

A exata determinação dos valores de temperatura em nosso cotidiano é de extrema importância. Como exemplo disso, podemos citar a determinação da temperatura corporal para o diagnóstico da febre e a manutenção de valores exatos de temperatura para o acondicionamento de remédios.

As sensações corporais não podem ser utilizadas para definir exatamente a temperatura de uma substância, pois o corpo humano não é um bom termômetro. Assim, a temperatura pode ser determinada pelo comportamento de materiais frente a variações dessa grandeza física. Sabemos, por exemplo, que, ao sofrer variações de temperatura, os materiais podem sofrer dilatação ou contração, assim, é possível aproveitar essa propriedade para medir sua temperatura.

Os termômetros mais comuns são os de mercúrio, nos quais esse metal líquido fica armazenado em um bulbo de vidro, com uma determinada escala termométrica. Os valores de temperatura são marcados pela dilatação ou contração desse metal.

Escalas termométricas

O processo de construção de uma escala termométrica é simples e envolve apenas dois passos. Com um bulbo de vidro onde há mercúrio, deve-se fazer o seguinte:

1) Marcação dos pontos fixos da água

Em condições normais de temperatura e pressão, a água sempre sofrerá fusão e ebulição nas mesmas temperaturas. Logo, deve-se unir o bulbo com mercúrio a uma certa quantidade de gelo em processo de fusão. Quando o nível do mercúrio dentro do bulbo for estabilizado, marca-se a posição do ponto de fusão. Em seguida, unindo o bulbo de vidro com água em ebulição, deve-se esperar a estabilização do nível de mercúrio e marcar o ponto de ebulição.

Sempre que o nível de mercúrio atingir um dos pontos marcados, saberemos que a temperatura corresponde ao ponto de fusão ou ao ebulição da água.

2) Atribuição de valores

Após a marcação dos pontos fixos, deve-se atribuir valores a cada um deles. Assim, estará criado um termômetro em uma determinada escala termométrica.

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Escalas termométricas

Atualmente, existem três escalas termométricas em uso no mundo:

1) Escala Celsius:Criada em 1742 pelo físico sueco Anders Celsius (1701 – 1744), essa escala atribui o valor 0 °C para o ponto de fusão e 100 °C para o ponto de ebulição da água.

2) Escala Fahrenheit:Criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Fahrenheit (1686 – 1736), essa escala é utilizada principalmente nos países de língua inglesa e possui o valor 32 °F para o ponto de fusão e 212 °F para a ebulição da água.

3) Escala Kelvin: Essa escala foi criada pelo inglês Willian Thompson (1824 – 1907), conhecido como Lord Kelvin. Tendo como referência a temperatura do zero absoluto, temperatura em que a vibração molecular cessa, a escala Kelvin é conhecida como escala absoluta.

Lord Kelvin atribuiu o valor zero à temperatura de – 273,15 °C, que corresponde à temperatura do zero absoluto. Assim, os pontos de fusão e ebulição na escala Kelvin correspondem, respectivamente, a 273 K e 373 K. Essa escala não apresenta a notação grau (°) e é utilizada pela comunidade científica.

Conversão entre escalas termométricas

A equação a seguir faz a transformação entre as temperaturas das escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Ao aplicá-la, podemos transformar qualquer valor de temperatura e encontrar seu correspondente em outra escala termométrica.

Nessa equação, TC, TF e TK representam temperaturas quaisquer nas escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, respectivamente.

Exemplo

Vamos utilizar a equação de transformação para encontrar o valor correspondente a 45 °C na escala Fahrenheit.

A temperatura de 45 °C corresponde a 113 °F.  

Por Joab Silas
Graduado em Física

As escalas termométricas são utilizadas para medir a temperatura (medida do grau de agitação das moléculas), ou seja, elas são utilizadas para indicar se um determinado corpo está quente ou frio.

Já existiram diversas escalas termométricas ao longo da História, mas apenas três são utilizadas nos dias atuais, sendo elas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Essas escalas utilizam como padrão os pontos de fusão e ebulição da água.

→ Escala Celsius

Trata-se de uma escala termométrica centígrada, ou seja, que apresenta cem intervalos entre os pontos de fusão e ebulição. Ela foi determinada no ano de 1742 pelo astrônomo sueco Anders Celsius. Quando desenvolveu a escala Celsius, chamou-a de Centígrado, mas, no ano de 1948, a escala passou a ser chamada de Celsius em homenagem ao seu criador e para evitar confusões com a sigla SI (Sistema Internacional), que é utilizada para designar todas as unidades de medida

Celsius utilizou como referência para a sua escala termométrica os seguintes valores para os pontos de fusão e ebulição da água:

• Ponto de fusão da água = 100oC

• Ponto de ebulição da água = 0oC

Porém, os valores atribuídos para os pontos de fusão e ebulição foram reorganizados por alguns criadores dos termômetros, como os suecos Carolus Linnaeus e Daniel Ekström, da seguinte forma:

• Ponto de fusão da água = 0oC

• Ponto de ebulição da água = 100oC

Esses valores são utilizados até os dias atuais. Vale ressaltar que a escala Celsius é utilizada hoje em quase todos os países.

→ Escala Fahrenheit

A escala Fahrenheit foi desenvolvida pelo físico e engenheiro Gabriel Fahrenheit, no ano de 1724, após obter conhecimento sobre a construção de termômetros de mercúrio.

Na sua escala, Fahrenheit utilizou como referência os valores dos pontos de fusão e ebulição da água, para os quais ele adotou os seguintes valores:

• Ponto de fusão da água = 32oC

• Ponto de ebulição da água = 212oC

Como temos 180 intervalos entre as temperaturas 32 e 212, a escala Fahrenheit não é considerada centígrada, como é a escala Celsius.

Trata-se de uma escala que foi muito utilizada nas colônias britânicas, sendo muito utilizada hoje em países como Inglaterra e Estados Unidos.

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→ Escala Kelvin

A escala Kelvin foi proposta em 1864 pelo físico e engenheiro irlandês William Thomson, o qual também era conhecido como Lord Kelvin. Ele acreditava que era necessária uma escala termométrica que pudesse atribuir a um material uma total ausência de movimentação de suas partículas, o que ele chamou de zero absoluto.

Assim, para Lord Kelvin, sua escala não poderia apresentar valores negativos para a temperatura. Assim como Celsius e Fahrenheit, ele utilizou como referência os seguintes pontos de fusão e ebulição da água:

• Ponto de fusão da água = 273 K

• Ponto de ebulição da água = 373 K

Hoje, Kelvin é a escala termométrica adotada pelo Sistema Internacional.

→ Como converter uma escala termométrica em outra

Como as três escalas termométricas são utilizadas em lugares diferentes, é interessante saber a forma de converter uma em outra. Para isso, basta utilizar a seguinte relação:

Tc = Tf-32 = Tk-273
 5        9           5    

• Tc = Temperatura em graus Celsius

• Tf = Temperatura em graus Fahrenheit

• Tk = Temperatura Kelvin

Dessa forma:

• Para transformar Celsius para Kelvin:

Tk = Tc + 273

• Para transformar Kelvin para Celsius:

Tc = Tk-273

• Para transformar Celsius para Fahrenheit ou Fahrenheit para Celsius:

Tc = Tf-32
 5        9  

• Para transformar Kelvin para Fahrenheit ou Fahrenheit para Kelvin:

Tf-32 = Tk-273
   9           5   

Veja dois exemplos de transformação de uma escala de temperatura em outra:

1º) Transformar 150 K para a escala Celsius

Para transformar a temperatura 150 K (Kelvin) para graus Celsius, basta utilizar a expressão:

Tc = Tk - 273

Tc = 150 – 273

Tc = - 123 oC

2º) Transformar 75 oF para a escala Celsius:

Para transformar a temperatura 150 K (Kelvin) para graus Celsius, basta utilizar a expressão:

Tc = Tf-32
 5        9   

Tc = 75-32
 5        9   

9.Tc = 5.43

9Tc = 215

Tc = 215
         9 

Tc = 23,88oC

Por Me. Diogo Lopes Dias

Qual a diferença entre as escalas termométricas Celsius e Fahrenheit?

Qual a diferença entre escala Celsius escala Fahrenheit é escala Kelvin?

Qual é a relação de conversão entre as escalas de Celsius e a escala de Fahrenheit?

Qual é a relação entre as escalas Celsius Fahrenheit e Kelvin?