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terça-feira, 1 de novembro de 2016

Escalas termométricas

Temperatura é a grandeza física que mede o estado de agitação das partículas de um corpo. A temperatura caracteriza o estado térmico de um corpo.

Devemos evitar a confusão entre os conceitos de temperatura e calor. Calor é uma forma de energia que aparece devido a um diferencial de temperatura. São conceitos relacionados, mas não representam - sob o ponto de vista da Física - a mesma coisa.

Instrumentos de medida
O princípio da dilatação térmica é o fundamento das construções de termômetros a gás e líquido: quando um corpo sofre variação em sua temperatura, ele aumenta ou diminui de volume.

Os tipos de termômetros mais antigos funcionavam utilizando um gás ou um líquido, álcool ou mercúrio principalmente. Ainda hoje, termômetros como os de mercúrio (aqueles que temos em casa) são muito comuns: medem a temperatura do corpo (termômetro clínico) e a temperatura ambiente. O mercúrio é adequado porque é uma substância bem sensível às variações de temperatura, permitindo uma fácil leitura, mesmo para pequenas variações.

Os termômetros de mercúrio são construídos com um tubo capilar de vidro, onde fica o líquido. O mercúrio se expande ou se contrai, conforme a temperatura varia, indicando essa dilatação numa escala construída acima ou abaixo do tubo.

Os termômetros do tipo clínico possuem na ponta um bulbo metálico. É esse bulbo que é usado para contato com o corpo, a fim de aguardar o equilíbrio térmico (para a correta indicação da temperatura).

Existem outros tipos de termômetros, que utilizam outros princípios de construção e funcionamento: bimetálico, magnético, de radiação, termopar, de resistência elétrica - e também termômetros a gás.

Escalas termométricas
As escalas mais usuais atualmente são a Celsius (oC), a Fahrenheit (oF) e a Kelvin (K). Cada uma delas adota pontos fixos diferentes: a Celsius é amplamente usada na maior parte dos países, a Fahrenheit é ainda usada nos EUA, e a Kelvin é uma escala absoluta, de uso mais técnico e científico.

É possível escrever expressões matemáticas para fazer a conversão entre as escalas. Observe na figura abaixo os pontos fixos em que se baseiam as escalas Celsius e Fahrenheit. Já a escala Kelvin adota como origem o zero absoluto, que é o estado térmico em que as moléculas estão desprovidas de energia.

Expressões para conversão de temperaturas
Partindo da relação entre os pontos fixos das escalas, podemos deduzir relações de transformação entre elas:

Tc = temperatura em Celsius
Tk = temperatura em Kelvin
TF = temperatura em Fahrenheit




Bibliografia

# CARVALHO NETO, C. Z. OMOTE, N. & PUCCI, L. F. S. Física vivencial. São Paulo: Laborciência Editora, 1998.
# MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Curso de física. 5ª ed. São Paulo: Scipione, 2000.
*Luís Fábio S. Pucci é licenciado em Física e em Matemática. Mestre em Educação, é professor do Instituto Galileo Galilei para a Educação.

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