Calor e Temperatura – Conheça as Escalas Termométricas

No artigo de hoje, analisaremos dois conceitos fundamentais na termodinâmica, o calor e a temperatura. Estes dois conceitos, embora sejam totalmente diferentes, muitas vezes são confundidos. Assim, seu entendimento é fundamental para a continuidade do estudo da termodinâmica, assunto da disciplina de Física.

O calor pode ser definido como uma forma de transferência de energia entre dois corpos. A energia transferida é sempre externa ao corpo, e flui do mais quente para o mais frio. Sua unidade no Sistema Internacional (SI) é o joule (J).

Já a temperatura é associada a energia cinética das moléculas, ou seja, ao grau de agitação das mesmas. É possível medir a temperatura de um corpo ou objeto com o auxílio de um termômetro, que fornecerá o seu resultado em uma escala, sendo as principais a escala Celsius (°C), Fahrenheit (°C) e Kelvin (K).

A escala Celsius é a mais utilizada no Brasil e na maior parte dos países, foi apresentada em 1742, sendo seus pontos de referência o ponto de congelamento da água (0°C) e seu ponto de ebulição (100°C), medidos a pressão de 1 atmosfera.

A escala Kelvin se trata da escala dos padrões internacionais. Foi instituída por Lorde Kelvin e apresenta a mesma graduação que a escala Celsius, porém sua referência inicial é a temperatura de menor agitação das moléculas, conhecida como zero absoluto, sendo que 0K equivale a -273°C.

A escala Fahrenheit, criada em 1708, é utilizada principalmente em países de língua inglesa e possui como referências a temperatura de uma mistura de gelo e amônia, além da temperatura do corpo humano.

Conhecidas as três escalas, é fundamental saber fazer a conversão entre elas, já que muitas vezes não possuímos os valores nas escalas desejadas durante a realização de um exercício, por exemplo.

Utilizando os pontos de fusão e ebulição da água como referência, temos que:

Podemos utilizar a interpolação para obter uma relação entre as escalas, utilizando uma temperatura intermediária entre os pontos de referência utilizados. Assim:

Percebemos então que as escalas Celsius e Kelvin possuem a mesma graduação, sendo apenas o seu referencial inicial diferente. Com a utilização das equações acima, também se torna possível obter qualquer temperatura em ambas as escalas, de maneira rápida e eficaz. Além disso, utilizar a interpolação torna possível a transformação de qualquer temperatura em qualquer escala, sendo necessário apenas o conhecimento de seus pontos de referência. Com isso, temos um dos pilares fundamentais para que seja possível avançar nos estudos da termodinâmica.