Fisica E Suas Temperaturas

Temperatura e escalas de temperatura

É uma medida estatística do nível de agitação entre moléculas, relacionado com o deslocamento da energia cinética de um átomo ou molécula. Fisicamente, o “quente” pode ser definido como um corpo que tem suas moléculas agitadas, com alta energia cinética e o frio é exatamente ao contrário, um corpo com baixa energia cinética, pouca agitação entre as moléculas. Quando temos dois corpos com temperaturas iguais, dizemos que está em equilíbrio térmico.

Para medir a temperatura de um corpo, alta ou baixa energia cinética, foi desenvolvido em 1592, Galileu Galilei usou um tubo invertido cheio de ar e água, no qual a elevação de temperatura exterior produzia dilatação do ar e a consequente alteração do nível da água, porém era de pouca confiabilidade, pois por diversas causas, a pressão atmosférica sempre intervinha. No início do século XVIII, Daniel Gabriel Fahrenheit, que fabricou um termômetro por dilatação de mercúrio, iguais os usados até hoje. O termômetro de Fahrenheit adotava como referências a temperatura de ebulição da água, a que atribuiu o valor arbitrário de 212o, e a de uma mistura de água, gelo, sal e amônia, à qual atribuiu o valor de zero grau. Anders Celsius foi quem criou a primeira escala centigrado, em 1742, onde fixou 100º para a fusão do gelo e 0º para a ebulição da água, sendo invertidos posteriormente.

Comparando Fahrenheit e Celsius: 0°C=32°F

100°C=212°F

Escala Kelvin é outra tabela de temperatura, inventada pelo físico William Thompson, tendo como referência a temperatura do menor estado de agitação de qualquer molécula e é calculada a partir da escala Celsius.

Em comparação com a escala Celsius: -273°C=0K

0°C=273K

100°C=373K

Escala Fahrenheit para escala Celsius:

Escala Kelvin para escala Celsius

Comparando as três escalas, temos:

Diversas vezes associamos a temperatura alta com a noção que temos de calor, e a baixa com a que temos de frio, no entanto isso está errado. O calor consiste na energia térmica que é trocada entre um corpo com a temperatura maior para um corpo com menor temperatura, terminando quando ambos os corpos atingem o equilíbrio térmico. A unidade de medida mais utilizada para o calor é a caloria (cal), mas a sua unidade no Sistema Internacional é o Joule (J). A caloria é definida como a quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1g de água em 1ºC. A relação entre a caloria e o Joule é dada por: 1 cal = 4,186 J.

A diferença pode ser notada com o seguinte exemplo: a temperatura de um copo de água fervente é a mesma que a da água fervente de um balde. Contudo, o balde de água fervente tem uma maior quantidade de energia que o copo de água fervente. Portanto, a quantidade de calor depende da massa do material, a temperatura não.

Existem três fases que uma matéria pode ser apresentada termometricamente: sólida, líquida e gasosa.

Dilatação térmica:

Quando aumentamos a energia cinética de um corpo, ou seja, sua temperatura, aumenta-se também a agitação das moléculas, fazendo assim que elas necessitem de mais espaço, se afastando uma da outra, aumentando o tamanho do corpo. Isso é chamado de dilatação térmica, ocorre quando resfriamos um corpo também. Quando um corpo sofre dilatação térmica e aumenta de tamanho, chamamos de expansão térmica, quando ocorre o contrario, diminuindo o tamanho, chamamos de contração