Escalas termométricas: quais são, fórmula e exercícios!

Diferentemente do que muitos estudantes pensam, há outras formas de expressar a temperatura de um determinado corpo/ambiente além da já conhecida escala Celsius, isso porque existem outras escalas termométricas, pelas quais também conseguimos representar qualquer faixa de temperatura seguindo uma outra lógica.

Desse modo, com o objetivo de esclarecer mais sobre esta matéria, preparamos um post explicando quais são as escalas termométricas, o que as diferencia, de que maneira é possível realizar as conversões em questões de vestibular e Enem. Boa leitura!

O que é escala termométrica?

Escala termométrica nada mais é do que uma metodologia (que utiliza conceitos de Física e de Matemática) que tem como objetivo criar uma lógica para a medição de temperatura de um dado objeto/ambiente.

Atualmente, existem várias escalas termométricas no mundo científico; contudo, há 3 que são usualmente mais utilizadas: a escala Celsius, a Fahrenheit e a Kelvin.

Quais as escalas termométricas?

Confira abaixo um pouco mais sobre essas 3 principais escalas termométricas da Física.

Celsius

A escala Celsius é a mais popular entre as escalas, isso porque grande parte dos países a adota e suas faixas de valores já são bem conhecidas por praticamente toda a população mundial.

Conhecida no passado por escala centígrado, os valores de fusão e ebulição da água na escala Celsius são:

  • 100° C para o ponto de ebulição;
  • 0° C para o ponto de fusão.

Kelvin

Já a escala Kelvin não é adotada oficialmente por nenhum país, contudo, ela é extremamente popular no mundo acadêmico, sendo bastante comum aparecer em trabalhos científicos, estudos universitários e em provas de vestibular.

Em relação aos pontos de fusão e ebulição da água, a escala Kelvin os afere em:

  • 373 k para o ponto de ebulição;
  • 273 k para o ponto de fusão.

Fahrenheit

Atualmente, existem apenas 3 países que utilizam a escala Fahrenheit, criada em 1724, em seu sistema de medição: Estados Unidos, Myanmar e Libéria.

Os valores para o ponto de fusão e ebulição da água nesta escala são:

  • 212° F para a ebulição;
  • 32° F para a fusão.

Escalas termométricas: fórmula

Por se tratar de escalas que conseguem representar uma mesma temperatura sob diferentes metodologias, é possível realizar a conversão entre todas as escalas, basta aplicar corretamente uma sequência de fórmulas.

Celsius e Kelvin

Utilizamos a fórmula TK = TC + 273, em que TK equivale à temperatura em Kelvin e TC à temperatura em graus Celsius.

Converter 40° C em K:

  • TK = 40 + 273
  • TK = 313.

Celsius e Fahrenheit

Utilizamos a fórmula TC/5 = (TF – 32)/9, em que TC é temperatura em graus Celsius e TF é temperatura em Fahrenheit.

Converter 40° C em F:

  • 40/5 = (TF – 32)/9
  • 40 x 9 = 5(TF – 32)
  • 360 = 5TF – 160
  • 5TF = 520
  • TF = 104.

Kelvin e Fahrenheit

Nesse caso, uma dica interessante é passar a temperatura Kelvin ou Fahrenheit (depende do exercício) para graus Celsius, para então posteriormente aplicar a fórmula de conversão adequada. Veja o exemplo a seguir.

Converter 60 K em F:

  • TK = TC + 273
  • 60 = TC + 273
  • TC = -213

Agora aplicamos a conversão Celsius – Fahrenheit:

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  • TC/5 = (TF – 32)/9
  • -213/5 = (TF – 32)/9
  • -213 x 9 = 5(TF -32)
  • -1917 = 5TF -160
  • 5TF = – 1757
  • TF = – 351,4.

Escalas termométricas: exercícios

exercícios escola termométrica

Veja abaixo como as escalas termométricas podem ser cobrados em uma prova de vestibular.

1. (Unifesp) Quando se mede a temperatura do corpo humano com um termômetro clínico de mercúrio em vidro, procura-se colocar o bulbo do termômetro em contato direto com regiões mais próximas do interior do corpo e manter o termômetro assim durante algum tempo, antes de fazer a leitura.

Esses dois procedimentos são necessários porque:

a) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque demanda sempre algum tempo para que a troca de calor entre o corpo humano e o termômetro se efetive.

b) é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo, e porque demanda sempre algum tempo para que a troca de calor entre o corpo humano e o termômetro se efetive.

c) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque é preciso evitar a interferência do calor específico médio do corpo humano.

d) é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo, e porque o calor específico médio do corpo humano é muito menor que o do mercúrio e do vidro.

e) o equilíbrio térmico só é possível quando há contato direto entre dois corpos e porque é preciso reduzir a interferência da pele, órgão que regula a temperatura interna do corpo.

Resolução

Alternativa correta letra “b”. O objetivo de um termômetro clínico é medir a temperatura de uma região mais próxima possível do interior do corpo humano, ou seja, sem a interferência térmica da pele. Já a espera por um determinado tempo sempre é necessária, para que assim toda a troca de calor efetiva seja devidamente concluída.

2) (UFF) Um turista brasileiro, ao desembarcar no aeroporto de Chicago, observou que o valor da temperatura lá indicado, em °F, era um quinto do valor correspondente em °C.

O valor observado foi:

a)  – 2° F.

b)  2° F.

c)  4° F.

d)  0° F.

e)  – 4° F.

Resolução

Alternativa correta letra “e”. Aplicando a fórmula de Celsius para Fahrenheit e levando em conta que a temperatura em F é igual a 1/5 da temperatura em °C, temos:

C/5 = (F-32)/9

5 F/5 = (F-32)/9

9 F = F – 32

8 F = – 32

F = -4.

Sendo assim, percebemos que a matéria de escalas termométricas é muito importante na Física, ou seja, para aqueles que desejam fazer um bom vestibular, saber sobre os conceitos trabalhados acima é essencial.

Além disso, vale ressaltar que este conteúdo envolve tanto a interpretação de situações quanto a aplicação de fórmulas específicas, o que o torna ainda mais importante para os vestibulares.

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