Aula 7 - Temperatura e Calor

1 – Introdução

Estudaremos dentro deste capítulo termômetros, escalas e funções termométricas. Veremos como transformar de uma escala para outra e porque isto é importante.

A discussão sobre temperatura é muito antiga, muitas vezes imaginamos essa grandeza de forma errada, confundimos calor com temperatura e a pergunta fica – Temperatura e Calor são as mesmas coisas? Vejamos se você é capaz de distinguir as duas grandezas.

2 – Termômetro

Instrumento utilizado para medir o grau de agitação térmica de um corpo, ou seja, a temperatura. Ele pode ser dividido em três partes:

(i) Bulbo - Parte que contém a substância termométrica;

(ii) Capilar - Maior parte do termômetro, ela contém a escala termométrica;

(iii) Substância Termométrica - Substância colocada no interior do termômetro, deve possuir dilatação regular, geralmente a substância utilizada é o mercúrio.

O termômetro funciona com o princípio de equilíbrio térmico, ou seja, ao ser colocado em contato com um corpo ao passar do tempo ele atinge o equilíbrio térmico com corpo fazendo com que a substância termométrica se dilate ou contraia, quando isso ocorrer ela indicará um valor. Mas para ter esse valor é necessário ter escalas numéricas no Capilar, para isto ocorrer os termômetros são feitos baseados em dois pontos de fácil marcação.

(i) Ponto de Gelo: Temperatura na qual ocorre a fusão do gelo em água (ao nível do mar e latitude 45^o);

(ii) Ponto de Vapor: Temperatura na qual ocorre a ebulição da água (ao nível do mar e latitude 45^o).

3 – Escalas Termométricas

Abordaremos três escalas uma que é utilizada no Brasil e na maior parte do mundo que é a escala Celsius desenvolvida pelo físico sueco Anders Celsius (1701 – 1744). A segunda escala é utilizada pelo Estados Unidos é a escala Fahrenheit desenvolvida por Daniel G. Fahrenheit (1685 – 1736). A terceira é a escala absoluta Kelvin desenvolvida por William Thomson (1824 – 1907), mais conhecido por Lorde Kelvin ela é utilizada pelo Sistema Internacional de Unidades. É importante dizer que a escala Kelvin não utiliza em seu símbolo o grau ^o.

Para relacionar as escalas e determinar uma relação de conversão entre elas basta elaborar uma expressão de proporção entre elas, podemos fazer da seguinte forma:

Dividindo todos os denominadores por 20, temos:

Exercícios

1> Um termômetro graduado na escala Fahrenheit registra 68^oF. Determine a temperatura correspondente nas escalas Celsius e Kelvin.

(UFMT-MT) 2> Fahrenheit 451 é o título de um filme onde se explica que 451^oF é a temperatura da chama que destrói totalmente um livro. Qual será o título desse livro se fosse usada a escala Celsius? Justifique com cálculos.

(Mackenzie-SP) 3> Certo dia foi registrada uma temperatura cuja indicação na escala Celsius correspondia a 1/3 da respectiva indicação na escala Fahrenheit. Tal temperatura foi de:

(a) 80^oF;                    (b) 80^oC;        (c) 41,8^oF;     (d) 41,8^oC;     (e) 26,7 ^oF.

4> Um termômetro mal calibrado na escala Celsius registra 10^oC para o 1^o ponto fixo e 90 ^oC para o 2^o ponto fixo. Às 10 horas, esse termômetro registra 30^oC à temperatura ambiente. Qual a verdadeira temperatura ambiente naquele instante?

Vídeos

Temperatura - Telecurso 2000

Aula sobre Escalas Termométricas