Escalas termométricas: quais são, fórmula e exercícios!
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.
Quais as escalas termométricas?
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.
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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