Domine termometria para o vestibular! Guia completo: diferença entre temperatura e calor, funcionamento de termômetros (mercúrio, álcool, digitais) e escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin + fórmulas de conversão.
1. Introdução: O Que Estuda a Termometria?
A termometria é a área da Física que estuda os fenômenos relacionados à temperatura. Ela investiga a natureza do calor, a medição de temperatura e a relação entre calor e variação de temperatura. Compreender esses conceitos é fundamental para saber como os corpos trocam energia e atingem equilíbrio térmico.
2. Conceitos Básicos: Temperatura e Calor
A temperatura expressa o grau de agitação das partículas de um corpo: quanto mais agitadas, maior a temperatura. Já o calor é a energia térmica em trânsito entre corpos com temperaturas diferentes. Sempre flui do corpo mais quente para o mais frio, até que ambos atinjam o equilíbrio térmico, momento em que suas temperaturas se igualam e não há mais troca de calor.
3. Termômetros: Instrumentos de Medição
Os termômetros medem a temperatura valendo-se de propriedades termométricas materiais. Em geral, funcionam pela dilatação de líquidos ou variações elétricas, traduzidas numa escala calibrada.
- Termômetros de mercúrio ou álcool
Utilizam a dilatação volumétrica de um líquido (mercúrio ou álcool) em tubo capilar. Muito comuns em ambientes domésticos e escolares. - Termômetros digitais
Empregam sensores eletrônicos (termistores ou termopares) cuja resistência ou tensão varia com a temperatura, exibindo o valor em visor.
Em todos eles, a substância termométrica se dilata ou contrai conforme a temperatura varia, movimentando-se ao longo de uma escala pré-definida.
4. Pontos Fixos e Escalas Termométricas
Para calibrar termômetros, usam-se pontos fixos — temperaturas bem definidas de transições de fase da água sob pressão normal:
- Ponto de fusão do gelo (ponto do gelo): 0 °C
- Ponto de ebulição da água (ponto do vapor): 100 °C
Com esses marcos, foram criadas as principais escalas:
- Celsius (°C)
- Gelo funde a 0 °C
- Água ferve a 100 °C
- Intervalo dividido em 100 partes iguais
- Fahrenheit (°F)
- Gelo funde a 32 °F
- Água ferve a 212 °F
- Intervalo dividido em 180 partes (212 − 32)
- Kelvin (K)
- Escala absoluta, sem valores negativos
- Gelo funde a 273 K
- Água ferve a 373 K
- Cada 1 K equivale a 1 °C de variação
| Comparação | Celsius (°C) | Fahrenheit (°F) | Kelvin (K) |
|---|---|---|---|
| Ponto do Gelo | 0°C | 32°F | 273 K |
| Ponto do Vapor | 100°C | 212°F | 373 K |
| Variação | Δ1°C = Δ1 K | Δ1°F = 5/9 Δ°C | Δ1 K = Δ1°C |
| Uso Comum | Brasil/Europa | EUA | Ciência |
5. Relações entre Escalas Termométricas
A conversão entre escalas obedece à proporcionalidade dos intervalos e aos deslocamentos de zero:
C / 5 = (F – 32) / 9 = (K – 273) / 5
- C: temperatura em °C
- F: temperatura em °F
- K: temperatura em K
| Conversão | Fórmula | Observação |
|---|---|---|
| Celsius → Fahrenheit | F = (C × 9/5) + 32 | Usada para converter temperatura do SI para sistema americano |
| Fahrenheit → Celsius | C = (F – 32) × 5/9 | Inverte a fórmula anterior |
| Celsius → Kelvin | K = C + 273 | Simples adição para obter a escala absoluta |
| Kelvin → Celsius | C = K – 273 | Converte de volta para graus Celsius |
| Fahrenheit → Kelvin | K = (F – 32) × 5/9 + 273 | Converte direto de °F para K |
| Kelvin → Fahrenheit | F = (K – 273) × 9/5 + 32 | Converte direto de K para °F |
Para variações de temperatura (Δ):
- Δ°C = ΔK
- Δ°F = Δ°C × (9/5)
Isso significa que uma variação de 1 °C equivale a 1 K, enquanto 5 °C (ou 5 K) correspondem a 9 °F.
6. Conclusão
Agora você compreende como a termometria decifra a linguagem da energia térmica! Dominar a relação entre temperatura (agitação molecular) e calor (energia em trânsito), além das conversões entre Celsius, Fahrenheit e Kelvin, é fundamental para interpretar desde febres corporais até fenômenos climáticos. Esses conhecimentos são decisivos em questões do ENEM e VESTIBULARES.
