Física no Enem - Faça aqui a sua revisão gratuita sobre Escalas Termométricas. Conversões entre escalas Celsius, Kelvin, e Fahrenheit. Cai nos vestibulares também. Veja abaixo.
Responda ‘de primeira’: Quais são as Escalas Termométricas e qual a razão entre elas? – Demorou? – Então é hora de revisar. No Enem, em questões de Física nos vestibulares, ou ainda durante o Terceirão e o Cursinho é fácil cair em pegadinhas em que a pergunta está em uma grandeza e as opções de resposta em outra grandeza, diferente.
E você cai marcando logo ‘valor certo’ da conta que fez, mas sem prestar atenção do detalhe da grandeza. Já aconteceu contigo? Acontece muito quando se estuda e se resolvem exercícios de Escalas Termométricas. Pegadinha típica em questões que misturam temperaturas em graus Celsius, graus Kelvin, ou graus Fahrenheit!
Mas, para você que está estudando para o Enem e está acompanhando as nossas dicas no Blog do Enem a partir de agora vai saber fazer direitinho a conversão das unidades entre as escalas termométricas. Veja esta aula preparada pelo professor André Luiz, e com o material do professor Pecê de Física, ambos de Florianópolis. Vamos então?
O que é Temperatura:
Todos os corpos são formados por átomos e moléculas que se apresentam em um constante estado de vibração, ou seja, têm energia cinética.
A temperatura é a grandeza física escalar que associamos à energia cinética média das partículas constituintes dos corpos. Assim, quanto maior o “grau de agitação” das partículas, maior será a energia cinética média delas e maior a temperatura do corpo.
Termômetro
O termômetro é o aparelho usado para medir, de maneira indireta, a temperatura dos corpos. Em qualquer termômetro, uma temperatura é associada a cada valor de uma grandeza física variável.
Essa grandeza física variável é chamada grandeza termométrica e pode ser, por exemplo, a altura de uma coluna de mercúrio, a pressão de um gás, a resistência elétrica de um condutor ou a luminosidade do filamento incandescente dentre outras, dependendo apenas do tipo de termômetro.
O termômetro de tubo de vidro
O termômetro de tubo de vidro é constituído, basicamente, por um tubo de vidro com diâmetro interno da ordem de décimos de milímetro (tubo capilar) e um reservatório (denominado bulbo) contendo um líquido (geralmente mercúrio ou um álcool com corante).
Neste tipo de termômetro, a grandeza termométrica utilizada é a altura ou o comprimento da coluna de líquido no interior do tubo de vidro. Então, para cada valor da coluna de líquido associamos um determinado valor de temperatura.
Preste atenção: Teoria pode não ser tão legal quanto vídeo-aula, mas você precisa aprender as definições e os conceitos para compreender a matéria e poder resolver os exercicios que podem cair na prova do Enem
Pontos fixos
Os pontos fixos são estados térmicos com temperaturas bem definidas usados para a calibração de um termômetro. Ao se calibrar um termômetro devemos utilizar dois pontos fixos. No caso do termômetro de tubo de vidro utilizamos o ponto do gelo PG (temperatura de fusão do gelo sob pressão normal) e o ponto do vapor PV (temperatura de ebulição da água sob pressão normal).
Resumo: As Escalas Termométricas
Se você gosta mais de ver videoaulas, preparamos uma especial sobre escalas termométricas, com o professor Marcelo, do canal do Curso Enem Gratuito:
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As Escalas termométricas
Atualmente são usadas três escalas termométricas: a escala Celsius, a escala Fahrenheit –ambas relativas– e a escala absoluta Kelvin.
Qualquer escala absoluta, como a Kelvin, associa o valor 0 (zero) ao estado de energia cinética mínima das partículas que constituem o corpo.
Faça a comparação entre as três escalas de temperatura:
Ilustração das escalas de temperatura Celsius (tc), Fahrenheit (tf) e Kelvin (tk).
Física é fácil pra você? Se não é, estude para aprender, que depois fica fácil. E assim você vai detonar no Enem então! Dá uma olhada depois nos exercícios.
Dicas do Blog para você arrasar em Escalas Termométricas:
Talvez a escala Celsius lhe seja a única familiar, uma vez que é a mais popular. As escalas Kelvin e Fahrenheit são mais usadas no mundo científico.
O interessante seria fazer uma comparação: repare que o ponto de fusão se difere nas três escalas: Celsius (0°C), Fahrenheit (32°F) e Kelvin (273K).
Observe que o mesmo ocorre com o ponto de ebulição: Celsius (100°C), Fahrenheit (212°F) e Kelvin (373K).
Como surgiu cada uma dessas escalas? Para entender, vamos recorrer a um pouco de história:
Escala Celsius:
foi elaborada em 1742 pelo astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744). Ele estabeleceu pontos fixos da sua escala como sendo os pontos de fusão do gelo (0°C) e de ebulição da água (100°C).
Escala Fahrenheit:
foi criada a partir dos estudos realizados por Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), por volta de 1742. É a escala mais utilizada nos países de língua inglesa. Ele determinou que água vira gelo a uma temperatura de 32°F e ferve a uma temperatura de 212°F.
Escala Kelvin:
teve origem dos princípios estabelecidos por Lord Kelvin (1824-1907), físico de origem irlandesa, que atribuiu o zero absoluto da sua escala como sendo igual a -273°C na escala Celsius.
Para relacionar as temperaturas entre duas ou mais escalas termométricas devemos estabelecer uma relação de proporcionalidade entre o número de divisões (graus) de cada trecho da escala e o número de divisões (graus) no intervalo fundamental, entre os pontos fixos).
Conversões entre Escalas Termométricas
Conversões entre escalas pode sim cair na prova do Enem, então olha só… Para que seja possível expressar temperaturas dadas em uma certa escala para outra qualquer deve-se estabelecer uma convenção geométrica de semelhança.
Por exemplo, convertendo uma temperatura qualquer dada em escala Fahrenheit para escala Celsius:
Pelo princípio de semelhança geométrica:
Exemplo:
Qual a temperatura correspondente em escala Celsius para a temperatura 100°F?
Da mesma forma, pode-se estabelecer uma conversão Celsius-Fahrenheit:
E para escala Kelvin:
Algumas temperaturas:
| Escala Celsius (°C) | Escala Fahrenheit (°F) | Escala Kelvin (K) | |
|---|---|---|---|
|
Ar liquefeito
|
-39
|
-38,2
|
243
|
|
Maior Temperatura na superfície da Terra
|
58
|
136
|
331
|
|
Menor Tempertura na superfície da Terra
|
-89
|
-128
|
184
|
|
Ponto de combustão da madeira
|
250
|
482
|
523
|
|
Ponto de combustão do papel
|
184
|
363
|
257
|
|
Ponto de fusão do chumbo
|
327
|
620
|
600
|
|
Ponto de fusão do ferro
|
1535
|
2795
|
1808
|
|
Ponto do gelo
|
0
|
32
|
273,15
|
|
Ponto de solidificação do mercúrio
|
-39
|
-38,2
|
234
|
|
Ponto do vapor
|
100
|
212
|
373,15
|
|
Temperatura na chama do gás natural
|
660
|
1220
|
933
|
|
Temperatura na superfície do Sol
|
5530
|
10000
|
5800
|
|
Zero absoluto
|
-273,15
|
-459,67
|
0
|
Exercícios de Escalas Termométricas.
É pra detonar a Física no ENEM:
(Mack–SP) As escalas termométricas constituem um modelo pelo qual se traduz quantitativamente a temperatura de um corpo. Atualmente, além da escala adotada pelo SI, ou seja, a escala Kelvin, popularmente são muito utilizadas a escala Celsius e a Fahrenheit. A temperatura, cuja indicação na escala Kelvin é igual à da escala Fahrenheit, corresponde na escala Celsius a:
a) – 40 °C c) 313 °C e) 574,25°C
b) 233 °C d) 301,25 °C
4. (PUC – RJ) A temperatura de uma sala aumenta 10 °C em 4 minutos. Essa taxa equivale a um aumento de temperatura de:
a) 3,0 K/s c) 2,5 K/s e) 2,5 K/min
b) 2,0 K/h d) 1,0 K/h
5. (UFPE) Duas escalas termométricas, oX e oY, têm suas respectivas temperaturas, TX e TY, relacionadas pela expressão 2·TX – 3·TY + 5 = 0. Pode-se afirmar que uma variação de temperatura de 30 oX corresponde, na escala oY, a uma variação de:
a) 10 oY c) 30 ºY e) 50 °Y
b) 20 °Y d) 40 °Y
Respostas:
1. D 2. E 3. B
