Escalas Termométricas

O que são escalas termométricas?

As escalas termométricas são aquelas que são usadas para indicar a temperatura com base em determinados pontos de referência.

A temperatura é medida com o auxílio de instrumentos baseados em uma ou outra propriedade da substância que varia com a temperatura.

Estes instrumentos são calibrados de acordo com a escala de temperatura geralmente aceita.

Ao projetar uma escala de temperatura particular, no entanto, surgem dificuldades devido ao fato de que as propriedades de cada substância mudam na mesma faixa de temperatura de uma maneira diferente.

O projeto de muitos termômetros, por exemplo, baseia-se no fenômeno da expansão do líquido com o aumento da temperatura.

As deste tipo incluem termômetros líquidos (mercúrio ou álcool), em que o comprimento da coluna de líquido aumenta com o aumento da temperatura.

O coeficiente de expansão térmica do mesmo líquido varia a diferentes temperaturas, dificultando o estabelecimento de uma escala de temperatura.

As Escalas Termométricas

Ao longo dos séculos, inúmeras escalas termométricas foram concebidas para a medição quantitativa de temperaturas que variam entre os extremos fixos – tipicamente, os pontos de congelamento e ebulição da água. Muitas dessas escalas já foram abandonadas há muito tempo.

Os mais difundidos são descritos abaixo:

Escala termométrica Celsius (centígrada)

Nomeado em homenagem ao cientista sueco Anders Celsius (1701-1744), a escala se tornou o padrão internacional.

A escala é “centesimal”, isto é, dividida em 100 partes iguais, cada uma denominada grau centígrado ou grau Celsius (símbolo: ºC).

O valor 0 é convencionalmente atribuído à temperatura de fusão do gelo e o valor 100 à temperatura da água fervente, ambos à pressão atmosférica ao nível do mar.

Escala termométrica de Fahrenheit

Nomeado após o cientista Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736).

Agora usado principalmente nos Estados Unidos e (mas não mais oficialmente) no Reino Unido.

A escala é dividida em 180 partes iguais, cada uma chamada grau Fahrenheit (símbolo: ºF).

O valor 32 é atribuído à temperatura do gelo e o valor 212 à temperatura da água fervente, ambas à pressão atmosférica ao nível do mar.

Escala termométrica de Réaumur

Nomeado em homenagem ao cientista francês René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757).

A escala é dividida em 80 partes iguais, cada uma chamada de grau Réaumur (símbolo: ºR).

O valor 0 é atribuído à temperatura de fusão do gelo e o valor 80 à temperatura da água fervente, ambas à pressão atmosférica ao nível do mar.

Escala termométrica absoluta (Kelvin)

Desenvolvido pelo cientista britânico Lord Kelvin (1824-1907), um pioneiro da termodinâmica.

Zero graus Kelvin – também conhecido como “zero absoluto” – representa a temperatura mais baixa possível de acordo com a teoria termodinâmica. É igual a -273,16 graus centígrados.

Os quatro tipos de escalas de temperatura

Escalas de temperatura fornecem uma maneira de quantificar e medir quão quente ou frio é um material.

Existem quatro escalas principais de temperatura que são usadas em todo o mundo – Fahrenheit e Celsius são freqüentemente usados em medições diárias, em torno da casa, enquanto as escalas Kelvin e Rankine baseadas em zero absolutas são mais comumente usadas na indústria e nas ciências.

Escala de Fahrenheit

A escala de temperatura de Fahrenheit é a forma comum de medição de temperatura usada nos Estados Unidos e em algumas partes do Caribe. Foi criado pelo cientista alemão Daniel Gabriel Fahrenheit no início do século XVIII e adaptou seus padrões de medição de uma escala anterior criada por Ole Christensen Rømer.

A água congela a 32 graus Fahrenheit e ferve a 212 graus F. A escala de temperatura Fahrenheit inclui temperaturas negativas, abaixo de 0 graus F. A temperatura mais fria possível, zero absoluto, é -459,67 graus F.

Escala Celsius

Fora dos Estados Unidos, a maior parte do mundo usa a escala Celsius para medir temperaturas.

Duas versões da escala Celsius foram criadas no início do século XVIII – uma pelo cientista sueco Anders Celsius e outra pelo francês Jean Pierre Cristin.

A escala Celsius é às vezes referida como escala centígrada, porque é baseada em uma divisão de 100 graus entre os pontos de congelamento e ebulição da água: a água congela a 0 grau Celsius e ferve a 100 graus C.

Devido à forma como a ebulição e congelamento pontos são organizados, cada grau de Fahrenheit é 1,8 vezes o tamanho de um grau Celsius.

Como Fahrenheit, Celsius inclui temperaturas negativas. O zero absoluto cai a -273,15 graus C.

Escala Kelvin

A escala de Kelvin foi adaptada da escala Celsius no século 19 pelo cientista britânico William Thompson, mais tarde Lorde Kelvin.

Kelvin foi projetado para definir o ponto zero da escala de temperatura em zero absoluto.

Por causa disso, o zero absoluto está localizado em 0 K – Kelvin não usa graus em sua notação. Você pode converter de Celsius para Kelvin adicionando 273,15 a uma temperatura Celsius. A água congela a 273,15 K e ferve a 373,15 K. Devido à sua relação direta com o zero absoluto, a temperatura de Kelvin é amplamente usada em equações e cálculos científicos. Por exemplo, a lei dos gases ideais, usada para mostrar a relação entre massa, pressão, temperatura e volume, usa Kelvin como sua unidade padrão.

Escala Rankine

Embora não seja amplamente utilizada – com exceção de alguns campos de engenharia dos EUA – a escala Rankine fornece um equivalente absoluto baseado em zero à escala de Fahrenheit.

Essencialmente, é para a escala Fahrenheit que Kelvin é para Celsius.

A escala foi criada pelo cientista escocês William John Rankine no século 19, logo após a criação da escala Kelvin.

As temperaturas podem ser convertidas de Fahrenheit para Rankine adicionando 459.67. O zero absoluto é assim localizado em 0 graus Rankine. A água congela a 491,67 graus R e ferve a 671,67 graus R.

História do termômetro

A ideia de medir a temperatura é bastante nova. Havia vários inventores trabalhando em torno de termômetros por volta de 1593, mas o mais conhecido foi Galileo Galilei, o inventor italiano que também melhorou o telescópio.

Um termômetro pode mostrar diferenças de temperatura, permitindo que os observadores saibam se algo está ficando mais quente ou mais frio. No entanto, o termômetro não conseguiu fornecer uma temperatura precisa em graus.

Em 1612, o inventor italiano Santorio Santorio acrescentou uma escala numérica em seu termoscópio, que ele usou para medir a temperatura humana.

Ferdinand II, o Grão-Duque da Toscana, inventou o primeiro termômetro fechado em 1654, usando álcool como um líquido. Mas ainda faltava uma escala padronizada e não era muito precisa.

Ao mesmo tempo, o físico alemão N Daniel Gabriel Fahrenheit encontrou-se com Olaus Roemer, um astrônomo dinamarquês, que desenvolveu um termômetro à base de álcool com vinho.

Ele marcou dois pontos em seu termômetro: 60 para marcar a temperatura da água fervente e 7,5 como o ponto em que o gelo derreteu.

Em 1714, Fahrenheit refinou a invenção de Roemer e desenvolveu o primeiro termômetro moderno: o termômetro de mercúrio com medidas mais refinadas. O mercúrio se expande ou diminui à medida que a temperatura aumenta ou diminui.

Fahrenheit havia inventado um termômetro de álcool em 1709, antes que sua contraparte de mercúrio fosse conhecida, o que acabou sendo mais preciso.

Fonte: catalogue.museogalileo.it/sciencing.com/www.lifepersona.com