Existem diferentes escalas para medir temperatura. Veremos elas e como converter de uma para outra.
- escala Celsius;
- escala Fahrenheit;
- a escala absoluta;
- conversão de escalas.
A temperatura está associada ao grau de agitação médio das moléculas ou átomos que compõe um corpo. Não podemos, porém, usar esse valor médio como sendo o valor da temperatura, pois é impossível medir a energia de agitação das moléculas ou átomos e obter o valor médio.
A temperatura é medida com um termômetro. Normalmente é um equipamento onde ocorre a expansão uniforme de um líquido em um tubo selado de vidro. Existe um bulbo na ponta do tubo com uma quantidade de mercúrio ou álcool dentro.
O vidro não se expande ou contrai tanto quanto o líquido quando a temperatura muda. Dessa forma, o líquido sobe e desce dentro do tubo a medida que a temperatura muda. O tubo é calibrado, ou seja, tem marcações de graus com a escala de temperatura desejada.
A descrição acima é a genérica de um termômetro comum. Na refrigeração e ar-condicionado termômetros bem mais sofisticados podem ser utilizados, em alguns casos.
O conjunto de números associados às temperaturas chama-se escala termométrica. Para construirmos uma, precisamos de duas temperaturas de referência, denominadas pontos fixos.
Tais pontos fixos são:
- a temperatura do gelo derretido;
- a temperatura de ebulição da água.
As temperaturas acima precisam estar a 1 atmosfera ou ao nível do mar.
Mundialmente são conhecidas as duas escalas termométricas, que veremos a seguir.
Escala Celsius
O físico sueco Andres Celsius, que viveu no século XVIII, usou como pontos fixos a temperatura do gelo derretendo e do vapor de água em ebulição, tudo à pressão normal, isto é, 1 atm.
A essa pressão, a temperatura do gelo derretendo foi denominada ponto de gelo e a do vapor da água em ebulição, ponto de vapor. Arbitrariamente ele atribuiu o número 0 ao ponto do gelo e o número 100 ao ponto do vapor. A centésima parte desse intervalo de 0 a 100 chama-se graus Celsius, cujo símbolo o C.
Escala Fahrenheit
O físico alemão Daniel Fahrenheit, que viveu entre o século XVII e XVIII, usou como pontos fixos duas temperaturas inadequadas: a de uma mistura de água, gelo picado e cloreto de amônio – a qual atribuiu o valor 0 – e a do sangue humano, a qual atribuiu o valor 100.
Nessa escala, os pontos de gelo e do vapor são dados por 32o F e 212o F onde o F é o símbolo do grau Fahrenheit.
A escala absoluta
Como a temperatura esta associada a agitação molecular, o “zero” da temperatura deveria corresponder ao estado em que essa agitação fosse a mínima admissível. Entretanto no 0o C e no 0o F, a agitação ainda é muito intensa. De fato existem, existem estados térmicos que essa agitação é muito menor, ou seja, existem, existem temperaturas muito abaixo de 0o C e de 0o F. Esses “zeros” foram adotados de modo totalmente arbitrário e, por isso, as escalas são denominadas relativas.
Numa escala absoluta, ao contrário do que ocorre nas relativas, o “zero” corresponde de fato ao estado da mínima agitação molecular. Nesse estado, inatingível na pratica, a pressão exercida por um gás seria igual a zero, pois deixaria de haver agitação e colisões de suas moléculas com as paredes do recipiente.
Através de cálculos matemáticos foi determinado que a pressão de um gás é igual a zero quando a temperatura marcasse -273,15o C. Esse e o valor denominado “zero absoluto”.
A escala absoluta mais conhecida é a Kelvin, proposta por William Thompson, Lord Kelvin, que viveu entre o século XIX e o inicio do século XX.
Nessa escala, a unidade de temperatura é o kelvin, cujo símbolo e K. Ela foi construída de modo que a variação de 1 unidade nessa escala corresponde a variação de uma unidade na escala Celsius.
Conversão de escalas termométricas
Algumas vezes pode ser necessário converter graus Celsius para Fahrenheit ou vice-versa. Isso e um processo fácil usando as seguintes formulas:
graus o F = 32 + (1,8 x graus o C)
graus o C = (graus o F – 32) : 1,8
Por exemplo se a temperatura de uma sala e de 20o C, a temperatura na escala Fahrenheit e obtida da seguinte forma:
graus F = 32 + (1,8 x 20o C) = 68o F
Tabela para a conversão de escalas Celsius para Fahrenheit.
