Termometria

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Termometria é a parte da termologia voltada para o estudo da temperatura, dos termômetros e das escalas termométricas.[1]

Conceito intuitivo[editar | editar código-fonte]

Apenas com o tato é possível perceber se um objeto está mais quente ou mais frio que outro corpo tomado como referência. Essa noção de quente e frio está intimamente relacionada com o grau de agitação das partículas constituintes do corpo. A grandeza física que permite dizer se algo está quente ou esquentando, frio ou esfriando é a temperatura. A temperatura é a grandeza associada à energia cinética média das moléculas de um corpo.[1] [2]

Equilíbrio térmico[editar | editar código-fonte]

Quando corpos de diferentes temperaturas são colocados em contato um com os outros, se não houver influência do meio externo, estes passarão a ter a mesma temperatura final. Ou seja, quando colocamos dois corpos em contato (isolados das influências do meio externo) com diferentes temperaturas iniciais, após um certo intervalo de tempo, eles atingirão o equilíbrio térmico e possuirão uma mesma temperatura final.[1] [2]

Medida de temperatura[editar | editar código-fonte]

  • Quando a temperatura de um corpo muda, algumas propriedades desse corpo se modificam. Por exemplo:
  • Quando aquecemos um líquido, o volume deste líquido aumenta.
  • Quando aquecemos uma barra de metal, o comprimento desta barra aumenta.
  • Quando aquecemos um fio elétrico, a resistência deste fio elétrico aumenta.
  • Quando aquecemos um gás confinado, a pressão deste gás confinado aumenta.

Podemos usar estas propriedades para criar uma ferramenta capaz de medir a temperatura de um corpo, colocando um destes tipos de material em contato com o corpo. O nome desta ferramenta usada para medir a temperatura de um corpo é Termômetro. [3]

Existem vários tipos de termômetros que usam diversas propriedades físicas da matéria para medir a temperatura, por exemplo: Termômetro Clínico, Termômetro de Cristal Líquido, Termômetro a Álcool, Termômetro a Gás, Termômetro de Radiação, Pirômetro Óptico, Termômetro Digital, entre outros.

O tipo mais comum de termômetro que existe é o termômetro de mercúrio, que consiste em um bulbo (recipiente) ligado a um tubo capilar. No interior deste bulbo, existe uma certa quantidade de mercúrio. Quando colocamos este termômetro em contato com um corpo mais quente, o mercúrio vai se aquecer e dilatar, então a altura de mercúrio no tubo capilar vai aumentar até parar, quando o mercúrio entra em equilíbrio térmico com o corpo. Cada altura da coluna de mercúrio no tubo capilar corresponde a uma temperatura.

Para determinar a escala de temperatura, colocamos o termômetro na água e gelo em equilíbrio térmico (sempre à pressão de 1 atm), esperamos o mercúrio entrar em equilíbrio térmico com o gelo em fusão, então o mercúrio pára. Chamamos este ponto, onde o mercúrio se estabilizou de Primeiro Ponto Fixo Fundamental. Depois colocamos o termômetro em contato com água em ebulição, quando o mercúrio entrar em equilíbrio térmico com a água e vapor, marcamos o Segundo Ponto Fixo Fundamental. Entre estes pontos, dividimos a altura do tubo capilar em partes iguais, montando assim, uma escala termométrica, onde cada altura corresponderá a uma temperatura. [1] [2]

Escalas termométricas[editar | editar código-fonte]

Existem várias escalas termométricas, que foram criadas por vários cientistas em situações diferentes. Mas existem três escalas que são as mais utilizadas:

Escala Celsius[editar | editar código-fonte]

Escala Celsius- É uma escala usada na maioria dos países de opção para uso popular, anteriormente chamada de escala centígrada. Esta escala foi apresentada a 1742, pelo astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744). O intervalo entre os Pontos Fixos Fundamentais desta escala é dividido em 100 partes iguais, cada um valendo 1 °C (um grau Celsius). O primeiro ponto fixo fundamental, chamado de ponto de fusão do gelo a 1 atm, corresponde ao valor de 0 °C e o segundo ponto fixo fundamental, chamado de ponto de ebulição da água a 1 atm, corresponde ao valor de 100 °C.

Escala Fahrenheit[editar | editar código-fonte]

Escala Fahrenheit- É uma escala utilizada nos países de língua inglesa. Esta escala foi apresentada a 1727, pelo físico alemão Gabriel Daniel Fahrenheit (1686-1736). O intervalo entre os pontos fixos fundamentais desta escala é dividido em 180 partes iguais. O ponto de fusão do gelo corresponde a 32 °F (trinta e dois graus Fahrenheit) e o ponto de ebulição da água corresponde a 212 °F (ambos a pressão de 1 atm).

  • 0°C = 32°F
  • 100°C = 212°F

Escala Kelvin[editar | editar código-fonte]

Escala Kelvin- é conhecida como escala absoluta, usada no meio científico. Esta escala foi inventada pelo engenheiro, matemático e fisco britânico William Thomson Kelvin (Lord Kelvin, 1824-1907). Nesta escala, o ponto de fusão do gelo corresponde a 273 K (duzentos e setenta e três kelvins) e o ponto de ebulição da água corresponde a 373 K (ambos a pressão de 1 atm). A escala Kelvin não apresenta a notação em graus. Esta escala é absoluta porque tem origem na temperatura zero absoluto, ou seja, a menor temperatura que existe é o zero absoluto (0 K). Já que a temperatura está relacionada com o grau de agitação das moléculas, o zero absoluto seria o valor de temperatura que um corpo não possuiria nenhuma agitação molecular.

  • -273,15°C = 0K
  • 0°C = 273,15K
  • 100°C = 373,15K

[1] [2] [3]

Conversão de Escalas[editar | editar código-fonte]

Celsius para Fahrenheit: C = 5/9* (F – 32)

Kelvin para Celsius: K = 273 + C

Onde C corresponde à temperatura em graus Celsius, F corresponde à temperatura em graus Fahrenheit e K corresponde à temperatura em Kelvin. [1] [2]

Referências

  1. a b c d e f Paraná. Física: Novo Ensino Médio. Brasil: Ática.
  2. a b c d e MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Física: de olho no mundo do trabalho. Brasil: Scipione.
  3. a b HALLIDAY; RESNICK. Fundamentos de Física 2: Gravitação, Ondas e Termodinâmica. [S.l.]: Livros Técnicos e Científicos.
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