Temperatura

Explicação e definição da quantidade de temperatura

Lá temperatura é a grandeza física que fornece a medida do estado térmico de um corpo e, consequentemente, fornece a capacidade do corpo de trocar calor com outros corpos ou com o meio ambiente.

Mais especificamente, a temperatura de um corpo é um índice da energia cinética média das partículas que compõem o próprio corpo: é, portanto, uma quantidade intensiva. Quanto maior a temperatura corporal, maior a energia cinética das partículas constituintes (e vice-versa).

Como a temperatura é medida?

A temperatura de qualquer corpo é medida com o termômetro. A operação do termômetro é baseada na capacidade de líquidos (como álcool e mercúrio), sólidos ou gases de se expandirem à medida que a temperatura aumenta. De fato, um aumento de temperatura geralmente implica um aumento de volume e, portanto, é indiretamente possível obter a temperatura de um corpo medindo seu volume.

A medição da temperatura é feita com o termômetro.

escalas de temperatura

O termômetro só faz sentido se for acompanhado de uma escala própria (escala termométrica). A mais comum na Europa é a escala Celsius ou escala centígrada.

Nele zero (0 °C) corresponde à temperatura de fusão do gelo (a uma pressão de 1 atm) e 100 (100 °C) corresponde à temperatura de ebulição da água (a uma pressão de 1 atm).

Esta escala (de A. Celsius) divide em 100 partes iguais (cada parte é chamada de grau centígrado e é indicada pelo símbolo °C) a faixa de temperatura entre as temperaturas de congelamento e ebulição da água na presença de ar, à pressão de uma atmosfera: a estas temperaturas foram atribuídos os valores convencionais de 0°C e 100°C

Nos países anglo-saxões, por outro lado, é utilizada a escala Fahrenheit, escala de temperatura assim chamada porque foi proposta pela primeira vez em 1724 pelo físico alemão G. Fahrenheit.

A escala Fahrenheit divide a faixa de temperatura entre a temperatura de congelamento da água e a temperatura de ebulição da água na presença de ar a uma pressão de 1 atm em 180 partes (180°F), pontos para os quais valores convencionais de 32°F e 212°F.

As três escalas de temperatura mais importantes.

Em vez disso, o Sistema Internacional de Unidades (SI) prevê o uso da escala termométrica absoluta ou escala Kelvin em homenagem ao físico inglês que a propôs em 1847.

A escala Kelvin não é, ao contrário das demais, uma escala convencional, mas possui fundamentos teóricos na termodinâmica.

A temperatura é medida em Kelvin (K), 0K nesta escala é o zero absoluto, ou seja, a menor temperatura que teoricamente pode ser obtida em qualquer sistema macroscópico; nesta escala, as temperaturas de congelamento e ebulição da água na presença de ar a 1 atm são, respectivamente, 273,16 K e 373,16 K. A escolha desses valores permite o intervalo de temperatura correspondente a 1 °C com o correspondente a 1k

Observe que as convenções internacionais afirmam que a unidade de temperatura na escala termodinâmica deve ser indicada não como “graus kelvin”, mas como “kelvin”: 400 K, por exemplo, deve ser quatrocentos kelvin e não quatrocentos graus kelvin.

Pouco conhecida e utilizada é a escala Rèamur.

conversões de temperatura

Muitas vezes é necessário passar de temperaturas expressas em °F, para temperaturas expressas em °C e vice-versa, ou de temperaturas expressas em graus centígrados ou fahrenheit para temperaturas expressas em kelvins e vice-versa; Essas etapas são realizadas através dos seguintes relacionamentos:

°F = 32 + 1,8 °C

K = °C + 273,16

em que °F, °C e K representam os valores de temperatura nas três escalas.

Entendendo a temperatura ao longo dos séculos.

Já foi dito que a temperatura fornece a medida do estado térmico de um corpo e, consequentemente, fornece a capacidade do corpo de trocar calor com outros corpos ou com o meio ambiente.

Decorre dessa definição, devido a JC Maxwell, o quanto o conceito de temperatura está intimamente ligado ao de calor e podemos ver como a compreensão teórica de temperatura e calor vem avançando de mãos dadas.

Até a segunda metade do século XVIII, a temperatura era erroneamente identificada com o “calor contido em um corpo”: a pesquisa de J. Black sobre o calor latente demonstrou a falsidade desse conceito, mas sem marcar grandes avanços.

As relações entre temperatura e energia só ficaram claras após o desenvolvimento da teoria cinética, inicialmente voltada apenas para o estudo dos gases (por RJE Clausius, JC Maxwell e L Boltzmann, no século 19), mas depois se tornou uma verdadeira teoria. da matéria, e depois que JW Gibbs desenvolveu a mecânica estatística no início do século 20.

Somente após esses estudos, a temperatura resultou, como é correto, uma medida da energia cinética média das partículas que compõem um determinado corpo: é, portanto, uma quantidade intensiva.

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