A temperatura é um conceito da física que é bem fácil de sentir no dia a dia: você precisa medir a temperatura para cozinhar um alimento, para avaliar se vale a pena levar um casaco para a escola e até mesmo na hora de tomar um banho. Show
Praticamente todos os vestibulares e o Exame Nacional do Ensino Médio (Enem) esperam que os candidatos saibam os principais conceitos sobre termometria, fórmulas e a resolução de exercícios. Neste texto, você irá aprender quais são os tipos de escalas termométricas, como calcular as conversões e deixamos alguns exercícios ao final para você não ficar apenas na teoria. O que são escalas termométricas?O conceito de temperatura precisa estar bastante claro em sua mente. Algumas questões de Física e outras ciências exatas no Enem não se resumem apenas aos números: diversas vezes o conteúdo teórico é exigido dos alunos. Ao ouvir a palavra temperatura na prova, lembre-se: ela representa o grau de calor ou frio de um objeto. Quando falamos que alguma coisa está quente (como a sopa, água do chuveiro, mamadeira) ou frio (como o interior da geladeira, um sorvete) estamos falando de temperatura. A temperatura pode ser medida em graus Fahrenheit ou graus Celsius. Essas escalas são diferentes mas têm a mesma função: nos dizer o calor ou energia que o objeto possui. A água fervendo para fazer um café significa que as moléculas estão bastante agitadas, movendo muito rapidamente e produzindo o calor que sentimos. O gelo já não tem tanta energia, ou seja, as moléculas estão muito menos ativas. Costumamos usar a água para comparar as temperaturas dos objetos porque é mais fácil lembrar o ponto de ebulição e o ponto de congelamento: a água ferve a 100 graus Celsius e congela a zero graus Celsius (ao nível do mar e em condições ideais). É um pouco mais difícil lembrar a escala Fahrenheit, mas a água ferve a 212 graus Fahrenheit e congela a 32 graus Fahrenheit. A escala Celsius é usada na maior parte do mundo, exceto em países como Belize, Mianmar, Libéria e Estados Unidos. Também existe a escala Kelvin que não mede a temperatura em graus. Zero Kelvin também é chamado de zero absoluto, ou seja, a temperatura mais fria e o nível de energia mais baixo. O zero absoluto é igual a cerca de -273 graus Celsius. Quais os tipos de escalas termométricas?CelsiusFora dos Estados Unidos, a maior parte do mundo usa a escala Celsius para medir as temperaturas. Duas versões da escala Celsius foram criadas no início do século XVIII — uma pelo cientista sueco Anders Celsius e outra pelo francês Jean-Pierre Cristin. Essa escala foi proposta a partir da ideia de que, sob a pressão de 1 atm, as temperaturas de fusão do gelo e de ebulição da água são iguais a 0 °C e 100 °C. Pense em um termômetro: a escala Celsius divide-o em 100 partes entre a ebulição e a fusão da água. As vantagens desse modelo é que a partir dele é que o termômetro consegue registrar temperaturas negativas e maiores que 100 °C. Escala Celsius:
FahrenheitA escala de temperatura Fahrenheit é utilizada principalmente nos Estados Unidos e em algumas partes do Caribe. Perceba os jornais de filmes e séries dos Estados Unidos: quando um jornalista fala sobre as temperaturas do dia, sempre aparece o símbolo da escala Fahrenheit. Ela foi criada pelo cientista alemão Daniel Gabriel Fahrenheit no início do século XVIII. Nesse tipo de medição, a água congela a 32 graus Fahrenheit e ferve a 212 graus F. A escala de temperatura Fahrenheit inclui temperaturas negativas. A temperatura mais fria possível, zero absoluto, é -459,67 graus F. Escala Fahrenheit:
Kelvin Kelvin é uma adaptação da escala Celsius. Ela começou a ser destacada no século XIX pelo cientista britânico William Thompson, porém, no final da vida, ele era chamado de Lord Kelvin. A escala foi projetada para definir o ponto zero da escala de temperatura no zero absoluto. Por causa disso, o zero absoluto está localizado em 0 K — Kelvin não usa graus em sua notação (lembre-se disso na hora de escrever as questões abertas do vestibular! alguns avaliadores tiram pontos ao escrever K em graus). Você pode converter de Celsius para Kelvin adicionando 273,15 a uma temperatura Celsius. A água congela a 273,15 K e ferve a 373,15 K. Por causa de sua relação direta com o zero absoluto, a temperatura Kelvin é amplamente utilizada em equações e cálculos científicos. Por exemplo, a lei dos gases ideais — usada para mostrar a relação entre massa, pressão, temperatura e volume — usa Kelvin como sua unidade padrão. Ela também é utilizada pelo Sistema Internacional de Unidades (SI).
Fórmulas de escalas termométricasAté agora, você entendeu como cada escala termométrica funciona. Agora, vamos entender as relações matemáticas entre elas. Celsius e FahrenheitA fórmula utilizada é F = (C × 9/5) + 32 C = Temperatura em Celsius. F = Temperatura em Fahrenheit. Você acabou de chegar aos Estados Unidos para uma viagem e ouviu na televisão que a cidade registra o 86º Fahrenheit. Como converter para Celsius? F = (C × 9/5) + 32 86 = C x 1,8 + 32 86 – 32 = C x 1,8 54 = C x 1,8 54/1,8 = C C = 30 Ou seja, 86º Fahrenheit equivalem a 30º Celsius! Celsius e KelvinA relação é bem fácil de entender: simplesmente o ponto 0. Dessa forma, para fazer a conversão basta somar 273. A fórmula vai ficar assim: K= C + 273 Quanto é 14º Celsius em Kelvin? K = 14 + 273 K = 287 Kelvin e FahrenheitPara converter da escala Kelvin para Fahrenheit, é possível utilizar a seguinte fórmula: F = 1,8 x (K — 273) + 32 Por exemplo, se você precisa descobrir como 98,6ºF representam na escala Kelvin, basta substituir e calcular: F = 9/5(K — 273) + 32 98,6 = 9/5(K — 273) + 32 66,6 = 9/5(K — 273) 66,6 = 9/5K — 491,4 558 = 9/5K 2.790 = 9K K= 2790/9 K = 310 Portanto, 98,6 °F equivalem a 310 Kelvin. ExercíciosAs Escalas Termométricas são abordas com bastante frequência no Enem e nos vestibulares. Faça os exercícios a seguir para ir bem preparado para a prova!
Os possíveis valores encontrados pelo cientista foram
Respostas
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