Área - FísicaEnsino Médio, 2ª Série

Escalas termométricas

TERMOLOGIA é a parte da Física que estuda osfenômenos relacionados com o calor e a temperatura.

FÍSICA, 2ª SérieEscalas Termométricas

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Calor e Temperatura

Temperatura: é uma grandeza física, que mensuraa energia cinética média de cada grau deliberdade de cada uma das partículas de um sistemaem equilíbrio térmico. Esta definição é análoga aafirmar que a temperatura mensura a energiacinética média por grau de liberdade de cadapartícula do sistema, uma vez consideradas todas aspartículas de um sistema em equilíbrio térmico emum certo instante. A rigor, a temperatura é definidaapenas para sistemas em equilíbrio térmico.(wikipédia)

Calor: é a energia térmica que flui de um corpo de maior temperatura para um demenor temperatura.

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As partículas constituintes dos corpos estão em contínuo movimento.

Entende-se temperatura, como sendo uma grandeza que mede a

maior ou menor intensidade dessa agitação térmica.

A quantidade que informa quão quente ou frio é um

objeto em relação a algum padrão é chamada de

temperatura (1).

Maior temperaturaMenor temperatura

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Se os corpos estiverem a

temperaturas diferentes, a

energia pode ser trocada entre

eles (2).

No equilíbrio térmico os corpos em contato térmico deixam de trocar energia.

Frequentemente associamos o conceito de temperatura com o grau de quente

ou de frio de um corpo que tocamos .

A nossa pele é sensível à taxa de transferência de energia e não à

temperatura do corpo .

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Lei Zero da Termodinâmica

"Se dois corpos estão em

equilíbrio térmico com um

terceiro, então eles estão

em equilíbrio térmico entre

si." (3)

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Termometria

Termômetro – Um dispositivo calibrado para medir a temperatura do corpo.

É a partir da termologia que se estudam os processos de medição da temperatura

de um corpo.

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COMO MEDIR A TEMPERATURA

Algumas das propriedades físicas que mudam com a temperatura e que são

usadas nos termômetros:

• o volume de um líquido;

• o comprimento de um sólido;

• a pressão de um gás mantido a volume constante;

• o volume de um gás mantido a pressão constante;

• a resistência elétrica de um condutor;

• a cor de um corpo quente.

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Termômetro

• Instrumento destinado a medir

a temperatura dos corpos;

• A medida da temperatura é

feita de forma indireta;

• Grandezas e substâncias

termométricas;

TIPOS DE TERMÔMETROS

Podem ser: de mercúrio, a álcool, clínico, Six e Bellani, deresistência elétrica, bimetálico, de pressão de gás, laser einfravermelho.

Imagem superior à esquerda: Menchi / GNU Free Documentation

License. Inferior à esquerda: Biol / Public Domain. E acima: Optris /

Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Escalas Termométricas - GRADUAÇÃO

Escalas Termométricas

Escala Celsius

A Escala Celsius construída em 1742, pelo físico e astrônomo

sueco Anders Celsius, que adotou para o ponto de fusão de gelo o valor 0 (zero) e para o ponto de ebulição da água o

valor 100 (cem). Dividiu-se o intervalo obtido entre os pontos fixos em cem partes iguais, em que cada parte corresponde a uma unidade da escala e foi denominada de grau Celsius, cujo símbolo é o °C.

Como o intervalo entre os pontos fixos dessa escala foi dividido em cem partes iguais, ela recebeu o nome de centesimal e, atualmente, a Escala Celsius é a mais

utilizada em todo o mundo (4).

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Escala Fahrenheit

A Escala Fahrenheit foi construída, em 1727, pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit, que adotou o valor 0 (zero) para a mistura: água, gelo picado e sal; e o valor 100 para a temperatura do corpo humano. Dividiu-se o intervalo entre esses pontos fixos em 100 partes iguais e cada parte recebeu o nome de grau Fahrenheit, cujo símbolo é °F.Ao compararmos os pontos fixos escolhidos por Fahrenheit e Celsius, temos para o ponto de fusão do gelo, sob pressão de 1 atmosfera, o valor 32 °F e para o ponto de vapor da água, também sob pressão de 1 atmosfera, o valor 212 °F; o intervalo dividido em 100 partes iguais pelo sueco (Celsius) é dividido em 180 partes iguais Fahrenheit (5).

Esta escala foi utilizada principalmente pelos países que foram colonizados pelos britânicos,

mas seu uso atualmente se restringe a poucos países de língua inglesa, como os Estados

Unidos e Belize.

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Escala kelvin

O Termômetro de Gás

O comportamento observado

nesse dispositivo é a variação da

pressão com a temperatura de um

volume fixo de gás.

Foi calibrado utilizando-se os pontos de

fusão do gelo e de ebulição da água.

O reservatório B de mercúrio é levantado ou

abaixado até que o volume do gás

confinado esteja em algum valor, indicado

pelo ponto zero da régua (12).

A altura h (a diferença entre os níveis do

reservatório e da coluna A) indica a

pressão no frasco, de acordo com a

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Imagem: Kuroisam / Public Domain

Assim, Kelvin atribuiu o valor zero para esteestado térmico e o valor de 1 kelvin a umaextensão igual à do grau Celsius, de modo queo ponto de fusão do gelo, corresponde a 273 Ke o ponto de ebulição da água, corresponde a373 K. O nome e o símbolo grau kelvin foramabolidos em convenção científica internacionale substituídos simplesmente por kelvin;portanto, ao invés de 10 °K, escreve-se 10 K elê-se: dez kelvin (16).

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CONVERSÃO ENTRE AS ESCALAS

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É um termômetro de mercúrio adaptado para funcionar no intervalo de temperaturas de 35°C a

44°C. Normalmente, é utilizado na determinação da temperatura do corpo humano e de outros

seres vivos. Como é construído com a finalidade básica de indicar a temperatura mais

elevada por ele atingida, quando em contato com o corpo humano, o termômetro clínico é

considerado um termômetro de máxima.

Para que esse objetivo seja alcançado, há um estrangulamento do tubo capilar na região que o

liga ao bulbo, evitando, assim, o refluxo de mercúrio após ter atingido a temperatura máxima.

Para desfazer o efeito do estrangulamento, é suficiente sacudir o termômetro com movimentosrápidos, pois a inércia do mercúrio leva-o de volta ao bulbo. O termômetro clínico deve terpequenas dimensões, a fim de atingir o equilíbrio térmico com o corpo humano rapidamente, e suaescala deve ser fracionada para que seja sensível à pequenas variações de temperatura. Na prática,o termômetro clínico apresenta tubo capilar de alguns milímetros de diâmetro e comprimento dedez centímetros aproximadamente (18).

TERMÔMETRO CLÍNICO

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O termômetro clínico, quando usado em mais de um paciente, pode funcionar comoveículo de contaminação microbiana. Assim, após cada tomada de temperatura, eledeve ser esterilizado. Mas, devido ao pequeno intervalo de temperaturas (35°C a44°C) em que ele trabalha, essa esterilização não pode ser feita através de processosque utilizam temperaturas elevadas. O álcool é, portanto, o antissépticorecomendado.

Os termômetros de mercúrio são muito utilizados na prática, pois:- o mercúrio é facilmente obtido em elevado grau de pureza;- o mercúrio apresenta dilatação térmica regular e muito superior à do vidro;- sob pressão normal, o mercúrio é líquido num intervalo de temperaturas bastanteextenso (entre 39°C e 359°C), o que abrange os fenômenos térmicos mais frequentes;- o mercúrio não adere ao vidro e não reage com ele;- os termômetros de mercúrio são de fácil construção e cômodos no manuseio (19).

A escala Réaumur é uma escala de temperatura concebidaem 1731 pelo físico e inventor francês René-Antoine Ferchault deRéaumur (1683-1757), cujos pontos fixos são o ponto decongelamento da água (zero) e seu ponto de ebulição (80 graus).Inventou um termômetro a álcool e apresentou uma escalatermométrica para esses tipos de termômetros (1730), que fezmuito sucesso na Europa Ocidental.Assim, a unidade desta escala, o grau Réaumur, vale 4/5 de 1grau Celsius e tem o mesmo zero que o grau Celsius. Seu símboloé °R.

OUTRAS ESCALAS – EM DESUSO

ESCALA RÉAUMUR

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ESCALA RANKINE

Escala Termométrica inventada porWilliam John Macqorn Rankine(1820 - 1872), físico escocês queatribuiu o valor zero ao zeroabsoluto e utilizou o grau Fahrenheitcomo unidade de variação (20).

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