Conversão de Escalas Termométricas

Por Luiz Bruno Vianna

Calor e Temperatura

O Calor é a energia transferida de um corpo para o outro quando existe diferença de temperatura. Já temperatura é a medida de agitação das moléculas.  Por exemplo: ao colocarmos gelo no suco, as moléculas do suco estão mais agitadas do que as do gelo. Por isso dizemos que a temperatura do suco é maior que a do gelo ou que o suco é mais quente que o gelo. Quando colocamos eles em contato ocorre transferência de energia. Consequentemente, o gelo esquenta e o suco esfria.

Como medir a temperatura

Quando dois ou mais corpos atingem a mesma temperatura dizemos que eles estão em equilíbrio térmico. Podemos então comparar estes objetos para fazer medidas. É assim que funciona o termômetro. O líquido dentro dele (geralmente mercúrio) entra em equilíbrio térmico com o que queremos medir e se dilata. Mas, quais serão as unidades de medida?

A Escala Celsius

A água é o elemento mais importante para a vida na terra. A escala Celsius possui o ponto zero na temperatura que a água congela e 100 na temperatura que a água ferve. As medidas então são feitas em graus Celsius (°C).

A Escala Fahrenheit

Daniel Gabriel Fahrenheit escolheu como ponto zero, a temperatura de congelamento de uma mistura de água e sal e o ponto máximo (96) a temperatura de um homem sadio. Desta forma o congelamento da água pura ocorre em 32° Fahrenheit (F) e a ebulição em 212°F.

A Escala Kelvin

William Tomson (conhecido como Lord Kelvin) estudando o comportamento do gases, descobriu a menor temperatura que um corpo poderia atingir, que seria equivalente a -273°C. A partir daí determinou o ponto zero de sua escala. Criou assim o que chamamos de escala absoluta, pois utiliza um fenômeno universal como referência. Nela a água congela em 273 Kelvin (K) e ferve a 373 K - repare que não utilizamos graus, pois esta é a escala absoluta e não uma comparação entre fenômenos como as outras escalas.

Conversão de Escalas

Celsius para Kelvin, Kelvin para Celsius

A diferença entre as escalas Celsius (C) e Kelvin (K) é simplesmente o ponto 0. Assim para fazermos a conversão basta somar 273:

K = C + 273

Ex: Converta 37°C para a escala Kelvin.

K = C + 273
C = 37°C
K = 37 + 273
K = 310K

Celsius para Fahrenheit, Fahrenheit para Celsius

Observando a figura vemos que a diferença entre os pontos de fusão e de ebulição da água representam a mesma variação de temperatura. Logo:

 

(C- 0) / (100 - 0)  =  (F - 32) / (212 - 32)

 

(C / 100) =  (F - 32)/180

Simplificando, temos:

 

C / 5 = (F - 32) / 9

Ex: Converta 37°C para a escala Farenheit.

C/ 5 = (F - 32) / 9
C = 37°C
37 / 5= (F - 32) / 9
7,4 = (F - 32) / 9
9  .  7,4 =  F - 32
F - 32 = 66,6
F = 66,6 + 32
F = 98,6°F

Kelvin para Fahrenheit, Fahrenheit para Kelvin

Para converter da escala Kelvin para Fahrenheit, podemos converter de Celsius para Kelvin e então para Farenheit ou usar a fórmula

C / 5 = (F - 32) / 9
C = K - 273
(K - 273) / 5 = (F - 32) / 9

Conclusão

Para convertermos valores de tempreraturas de uma escala para outra, basta colocarmos na fórmula o valor conhecido e calcularmos a incógnita sabendo que:

C = Temperatura em Graus Celsius (°C)
F = Temperatura em Graus Fahrenheit (°F)
K = Temperatura em Kelvin (K)

Leia mais:

Fontes:
Apresentação sobre Escalas Termométricas (PUC - SP)
http://www.slideboom.com/presentations/83791/Escalas-Termom%C3%A9tricas-apresenta%C3%A7%C3%A3o

Site da Universidade Federal do Rio Grande do Sul: http://cref.if.ufrgs.br/

Bibliografia:
Ramalho, Francisco; Ferraro, Nicolau Gilberto; Toledo, Paulo Antônio de. Os Fundamentos da Física Vol. 2. Editora Moderna.