Termometria - Escalas termométricas

Princípios da Termometria e características das escalas termométricas.
Como transformar os valores das escalas.

1. Termometria

2. Energia térmica Está associada ao estado de agitação das partículas. Pode produzir resfriamentos, aquecimento ou mudança de fase. ( Ex – Sólido para o líquido) O corpo absorve ou cede essa energia. Calor Energia térmica em trânsito. Ex – A água quente transfere calor à agua fria, tornando-a morna.

3. Temperatura É a medida do grau de agitação das partículas. Quanto mais calor, mais agitação. A transferência de calor entre dois corpos depende da diferença de temperatura entre eles

4. Termômetro: Para medir a temperatura, é necessário que haja um segundo corpo que sofra mudanças quando colocado em equilíbrio com o primeiro. O corpo que sofrerá a mudança, é o termômetro. O termômetro “original”, possui uma coluna de mercúrio (substância que varia facilmente com a mudança de temperatura) que muda de altura devido à transferência de calor.

5. Escalas termométricas Não só é necessário medir o grau de agitação da energia de um corpo, também é preciso fornecer um valor numérico para essa medida. Devem ser utilizadas as seguintes regras: Escolher 2 pontos fixos : Normalmente, a fusão do gelo e a ebulição da água, a 1 atm (pressão atmosférica). ( Fusão : Gelo -> Água líquida, Ebulição : Água -> Vapor) Dividir o intervalo desses dois pontos fixos em unidades iguais, o grau .

6. Escala Celsius (°C): É divida em cem partes iguais, por isso é chamada de centígrada . Cada unidade constitui 1 grau Celsius (1°C). É a escala mais usada no mundo. O 0° é atribuído ao ponto de gelo (Água – Gelo) e o 100º ao ponto de vapor (Água – Vapor).

7. Escala Fahrenheit ( °F ): Em países como os Estados Unidos, essa escala é a mais comum. Atribui 32° ao ponto do gelo e 212° ao ponto do vapor. É dividida em 180 partes iguais, ou seja, 180°.

8. Escala Kelvin (K): Propôs uma escala que tivesse o zero absoluto, onde a agitação das moléculas seria quase nula. Os cientistas ainda não conseguiram chegar a esse zero absoluto – Equivale a -273,15 ºC e 0 K. Também é umas escala centígrada . Atribui o 0K ao zero absoluto, 273K ao ponto de gelo e 373K ao ponto de vapor.

9. Comparação das Escalas termométricas

10. Relação entre Celsius e Fahrenheit: É necessária para converter uma escala em outra. Variação de temperatura:   Ex 1 – Em uma noite fria nos EUA , Ana olha para o termômetro e percebe que ele marca 37,4 °F , ela achou que o termômetro estava errado, quantos °C isso equivale? O termômetro estava realmente errado? = 9Tc = 5(37,4 – 32) 9Tc = 5.5,4 O termômetro não estava quebrado, na verdade, 37,4 °F equivalem a 3°C!   Ex 2 – Ana olha novamente e vê que o termômetro variou 2°F, quantos graus isso equivaleria na escala Celsius? = Ou seja, na escala celsius a variação foi de 1,1°  

11. Relação entre Celsius e Kelvin Tk = Tc + 273 Tc = Tk – pois as duas são centígradas !   Ex 1 – João está no laboratório e vê que a temperatura de certa amostra é de 309 K, quanto isso equivale em Celsius? Tk = Tc + 273 Ou seja, a amostra estava a 36° C.   Ex 2 – Minutos depois, João observa que o professor aumentou a temperatura para 319 K, quanto foi a variação em Celsius? Qual a nova temperatura da amostra? Tc = Tk Ou seja, a variação em Celsius também foi de 10° e nova temperatura será 36° + 10° = 46° C.  

12. Relação entre as três  

13. Exercícios 1. O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima do inverno anterior foi de 60ºC. Qual o valor dessa diferença na escala Fahrenheit? a) 33ºF b) 60ºF c) 92ºF d) 108ºF e) 140ºF

14. Para fazer a conversão da escala Celsius para a escala Fahrenheit, usa-se a seguinte fórmula: Substituindo 60°C da equação acima, temos 5 ΔTF = 540 ΔTF = 108 °F Alternativa d.  

15. 2. Julgue as afirmações abaixo: I – A escala Celsius atribui 0° para o ponto de fusão do gelo e 100º para o ponto de ebulição da água; II – O limite inferior para a escala Kelvin corresponde a -273°C; III – 1°C equivale a 1°F. Estão corretas: a) I e II apenas b) I e III apenas c) I, II e III d) II e III apenas e) I apenas

16. A afirmação I e II estão corretas. A afirmativa III é incorreta porque 1º Celsius equivale a 1,8°F. Portanto, letra  “a”.

17. 3. Quando Fahrenheit definiu a escala termométrica que hoje leva o seu nome, o primeiro ponto fixo definido por ele, o 0F. Qual é esta temperatura na escala Celsius?

18. 9 Tc = -160 Tc = -17,7  

19. Pegadinha 4. Existe uma temperatura que tem o mesmo valor na escala Celsius e na escala Fahrenheit. Qual é essa temperatura?

20. C  =  F  - 32 5        9    Se F = C, podemos reescrever a equação C  =  C  - 32 5        9   9C = 5(C-32) 9C = 5C - 160 9C - 5C = -160 4C = -160 C =  -160         4 C = - 40º