ESCALAS TERMOMÉTRICAS

 

Escalas termométricas são escalas que permitem ‘’medir’’ certa temperatura relacionada, geralmente, com altura. Estas escalas são mais conhecidas como Celsius, fahrenheit , kelvin , Rankine e Réaume. Para contribuir uma escala devemos primeiro escolher uma grandeza que varie com a temperatura. São exemplos de grandezas termométricas o comprimento de uma coluna de mercúrio, o tamanho de uma barra de ferro, a pressão exercida por um gás num recipiente de um volume constante, a resistência elétrica de um fio, entre outros. A relação entre a grandeza termométrica e a temperatura deve ser tal que cada valor de grandeza corresponde à única temperatura. A medida da temperatura de um corpo será feita indiretamente, pelo efeito provocado na grandeza da termométrica quando estiver em equilíbrio com o corpo.

Os procedimentos são:

1.      Escolhemos a substância e a grandeza termométrica que varia linearmente com temperatura. Por exemplo, o álcool colorizado (substancia termométrica) colocado em um reservatório (bulbo) ligado a substância e a um tubo de vidro. O comprimento atingido pela coluna de álcool no tubo capilar é a (grandeza térmica). Essa grandeza comprimento da coluna de álcool varia linearmente com a temperatura.

2.      Esse dispositivo é colocado em contato com os dois estados térmicos diferentes, denominados pontos físicos. Os mais utilizados são a ebulição da água 100*C e a fusão da água

3.      É feita a marcação da altura, no momento que a água estava em fusão, dando a esse ponto a altura h1.

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 e para o ponto de ebulição da água o valor 100 . Dividiu-se o intervalo obtido entre os pontos fixos em cem partes iguais, em que cada parte corresponde  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 escala centígrado ou centesimal e, atualmente, a escala Celsius é a mais utilizada em todo o mundo.

Escala kelvin

Como a temperatura de um corpo está relacionada com o grau de agitação de suas moléculas, podemos dizer que as escalas Celsius e Fahrenheit são relativas.

A temperatura está relacionada à energia de movimento das moléculas de um corpo, assim ao diminuirmos sua temperatura, suas moléculas ficam mais lentas. Podemos imaginar um estado em que todas as moléculas estão paradas, ou seja, agitação térmica nula correspondendo à temperatura zero, a qual denominou zero absoluto.

Kelvin verificou experimentalmente que a pressão de um gás diminuía 1/273 do valor inicial, quando resfriado a volume constante de zero °C para – 1 °C. Como a pressão do gás está relacionada com o choque de suas partículas com as paredes do recipiente, quando a pressão fosse nula, as moléculas estariam em repouso a agitação térmica seria nula e a sua temperatura também. Conclui que isso aconteceria na transformação do gás.

 Kelvin então atribuiu o valor zero para este estado térmico e o valor de um kelvin a uma extensão igual à do grau Celsius. Descobriu-se impossível atingir o estado de agitação molecular nulo; as moléculas têm uma energia mínima denominada energia do ponto zero.

Escala Fahrenheit

A Escala Fahrenheit foi construída, em 1727, pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit, que adotou o valor (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 uma atmosfera, o valor 32 °F e para o ponto de vapor da água, também sob pressão de uma atmosfera, o valor 212 °F; o intervalo dividido em 100 partes iguais pelo sueco (Celsius) é dividido em 180 partes iguais na escala Fahrenheit .

Escala Rankine

Escala de rankine e uma escala de temperatura , assim chamada em homenagem ao engenheiro e físico escocês William John Macquorn  Rankine, que a propôs em 1859. Ver a equação de Rankine .

Como a escala kelvin, o 0R Rankine é o zero absoluto, mas as variações em graus Fahrenheit são utilizadas. Assim, a variação de um grau R equivale variação de um grau.

Escala de Réaumur

A escala Réaumur é uma escala de e temperatura concebida em 1731 pelo físico inventor francês René-Antoine Ferchault de Réaumur 1683-1757 cujos pontos fixos são o ponto de congelamento da água (zero) e seu ponto de ebulição 80 graus.

Inventou um termómetro a álcool e apresentou uma escala termométrica para estes tipos de termómetros 1730 , que fez muito sucesso na Europa Ocidental.

Assim, a unidade desta escala, o grau Réaumur, vale 4/5 de 1 grau Celsius e tem o mesmo zero que o grau Celsius. Seu símbolo é °R.

1= Termômetro de liquido em tubo capilar: Determina a temperatura através da dilatação de um líquido em um tubo muito fino. Ex: Termômetro de Mercúrio.

2= Termômetro de gás a volume constante: Foi utilizado por Lord Kelvin a fim de se determinar a Temperatura absoluta. A temperatura é determinada pela medida da pressão do gás.

3= Termômetro de Gás a pressão constante: Termômetro bem preciso, inclusive para medir temperaturas muito baixas. A temperatura é determinada pela medição do volume do gás, quando mantido a pressão constante.

Descrições:

Temperatura - Medida da energia cinética média das partículas de um sistema . ° C - Grau centígrado (Grau Celsius)

°F - Grau Fahrenheit

°K - kelvin (Temperatura absoluta)

°R - Grau Réaumur

°Rankine - Grau Rankine

Bibliografia

• http://www.vestibulandoweb.com.br/fisica/teoria/escalas-termometricas.asp
• http://pt.wikipedia.Rankine&oldid.com
• http://www.feiradeciencias.com.br
• http://www.tnpetroleo.com.br.conver_tempera

Livro de física para ensino médio volume 2  autor Kazuhito Fuke