Física & Química

O que é temperatura – Conceito, tipos de medição e escalas

Para saber o que é temperatura, é necessário saber conceituá-la, como também conhecer os seus tipos de medição e as escalas termométricas.

Atualizado em 21/04/2020

O que é temperatura? Essa é uma pergunta que às vezes nos confunde. E podemos conceituá-la como uma grandeza da Física que busca caracterizar o estado térmico de um corpo. Ela está relacionada com a energia desprendida por um sistema termodinâmico. Pode ser medida por meio de uma escala termométrica formada a partir do comportamento de dilatação térmica. E o objeto mais eficaz para medi-la é o termômetro.

A precisão na medição das temperaturas, no entanto, é obtida pela utilização das escalas termométricas. Há três dessas escalas, quais sejam, Kelvin (K), Celsius (C) e Fahrenheit (F).

A primeira é a empregada em mais países, inclusive sendo adotada no Brasil. Já a Fahrenheit tem seu uso mais restrito, basicamente em países de língua inglesa, a exemplo da Grã Bretanha. Por fim, a Escala Kelvin tem seu referencial na aferição da temperatura do mínimo de agitação de uma molécula.

O que é Temperatura?

Temperatura é a medida do grau de vibração das moléculas que entram na composição de um corpo. Esse corpo se estabilizará na temperatura quente, caso a vibração molecular fique alta. Se ficar baixa, a temperatura estará fria.

É uma das grandezas da Física, posto que é responsável pela caracterização do estado térmico de um corpo ou sistema. Ela é medida em escalas, conforme o sistema internacional de unidades. Esse sistema é o responsável pela padronização das unidades de variadas grandezas, com o fim de facilitar a sua utilização mundial.

O que é temperatura? Conceito, tipos de medição e escalas
Metal superaquecido – Fonte: Wikipédia

Na teoria podemos afirmar que não há um valor máximo para a temperatura de um corpo. O mesmo não se pode afirmar do valor mínimo, que é o zero absoluto. Ou seja, a menor temperatura que se pode constar numa escala termométrica. Essa temperatura teórica equivale a zero Kelvin (0 K), e é o estado em que a totalidade absoluta das partículas que compõem um sistema termodinâmico precisa repousar completamente.

Só que, de acordo com a Terceira Lei da Termodinâmica, o zero absoluto não pode ser alcançado, por mais que se tente resfriar um corpo, e isso se dá pela aplicação do Princípio da Incerteza da Física Quântica.

Importante também ressaltar que a Termologia é a parte da física responsável pelo estudo dos fenômenos ligados ao aquecimento, resfriamento etc. E a Termometria é a parte da Termologia que estuda as temperaturas, os termômetros e as escalas termométricas.

Também não devemos confundir temperatura e calor, posto que são conceitos que se aproximam, mas possuem significados diferentes na Termologia. O calor é uma forma de energia, enquanto que a temperatura é uma medida da energia cinética dos átomos e moléculas de um determinado corpo.

Como são Medidas as Temperaturas

A maneira mais eficaz de se medir as temperaturas é através de uma escala termométrica, que é constituída a partir do comportamento de dilatação térmica. É que, ao aquecermos um determinado corpo, as moléculas ali contidas vibram em maior intensidade e, por essa razão, se afastam umas das outras, e assim se dá uma dilatação térmica. Por outro lado, se resfriarmos o mesmo corpo, encontraremos o fenômeno da contração térmica.

Podemos usar como exemplo uma prática bem usual em nossa residência, que é aferir se uma pessoa está ou não febril. Nesse caso, evidentemente, faremos uso de um termômetro de mercúrio, elemento químico sensível à mudanças das temperaturas. Nesse aparelho há um recipiente arredondado ligado a paredes finas, e quando a temperatura sobe, as moléculas de mercúrio se agitam e preenchem o tubo capilar. Como há diversas marcações, até aonde vai o nível do metal é a temperatura encontrada.

O termômetro encosta numa pessoa e o mercúrio que está lá dentro se aquece e dilata, em seguida chegando à mesma temperatura do corpo. Quando isso ocorre dizemos que foi alcançado o equilíbrio térmico. O fio de mercúrio que se movimenta mostra o valor indicado por uma escala termométrica que é igual à temperatura do corpo febril. Por essa razão, é importantíssimo a gente conhecer mais sobre essas escalas.

Conheça as Escalas Termométricas

As escalas termométricas (ou de temperaturas) são utilizadas para se medir as temperaturas de um corpo de maneira precisa. É interessante notar que quando medimos a temperatura da atmosfera de um ambiente, por exemplo, não estamos apenas descobrindo qual a sensação térmica que sentimos naquele instante. É bem mais complexo, posto que a medição se refere à energia cinética das partículas de gás suspensas no ar.

As três escalas de temperaturas principais, vale ressaltar, são Kelvin (K), Celsius (C) e Fahrenheit (F). Na tabela abaixo podemos diferenciar os pontos de fusão e ebulição entre as escalas:

O que é temperatura? Conceito, tipos de medição e escalas
Pontos de fusão e de ebulição das escalas – Fonte: Blog do Enem

Escala Celsius

Essa é a escala empregada no Brasil, assim como em boa parte do mundo. Sua estipulação se deu no ano de 1742, bom base nos estudos do astrônomo e físico sueco Anders Celsius. O referencial para a utilização dessa escala é a temperatura de congelamento da água com pressão normal (0 °C), além da temperatura de ebulição da água também com pressão normal (100 °C).

Escala Fahrenheit

A escala Fahrenheit é usada mais nos países de língua inglesa, a exemplo dos Estados Unidos. Foi desenvolvida em 1708 pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit. Ele usou como referência a temperatura de um misto de gelo e cloreto de amônia (0 °F), bem como a temperatura do corpo humano (100 °F). Só a título de comparação com a escala Celsius: 0 °C = 32 °F e 100 °C = 212 °F

Escala Kelvin

Criada pelo físico inglês William Thompson (Lorde Kelvin), seu referencial é a temperatura do mínimo de agitação de uma molécula (0 k), utilizando-se de cálculos na escala Celsius. Foi proposta em 1848, e é também chamada de escala absoluta. Uma particularidade interessante sua é a não utilização da expressão grau, por exemplo, 0 K deve-se ler zero Kelvin em vez de zero grau Kelvin. Na comparação com a escala Celsius, temos -273 °C = 0 K e 0 °C = 273 K e 100 °C = 373 K

Conversão de temperaturas

Na necessidade de expressar uma temperatura de uma escala para outra, será necessário estabelecer uma conversão geométrica de semelhança. Note na fórmula abaixo a relação para converter as escalas de temperatura umas nas outras:

O que é temperatura? Conceito, tipos de medição e escalas
Conversão entre escalas – Fonte: Slide Share

Onde TC = temperatura em Celsius, TF = temperatura em Fahrenheit e TK = temperatura em kelvin.

Com a utilização dessa forma, podemos converter temperaturas expressas tanto em graus Celsius, quanto em Fahrenheit ou Kelvin. Para isso basta substituir as variáveis Tc, Tf ou Tk pela temperatura que se quer converter.

Você sabia?

  • A temperatura da chama de um palito de fósforo pode chegar a 2000 ºC, entretanto a quantidade de calor desprendida é insignificante.
  • Ao encostar em um objeto metálico, temos a sensação de que estão frios, só que, na verdade, sua temperatura é igual à dos demais objetos próximos. Isso ocorre como resultado da sua excepcional capacidade de absorver ou transferir calor.
  • A temperatura mais baixa possível é 0 K, igualmente conhecida como “zero absoluto”.
  • A escala Kelvin difere das demais, porque é a única que não tem valores negativos.

Você curtiu essa matéria? Então se gosta de física não deixe de conferir interessante matéria sobre a Lei de Faraday.

Fontes: Só Física, Indo Escola, Brasil Escola e Mundo Educação.

Fonte imagem destaque: Jornal NH