Conversão de escalas termométricas (Kelvin x Fahrenheit x Celsius)

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Calor e Temperatura
Como medir a temperatura
A Escala Celsius
A Escala Fahrenheit
A Escala Kelvin
Conversão de Escalas termonétricas
Celsius para Kelvin, Kelvin para Celsius
Celsius para Fahrenheit, Fahrenheit para Celsius
Resumo
Conclusão

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.

Escalas termométricas: Kelvin, Fahrenheit e Celsius. Ilustração: Designua / Shutterstock.com

Conversão de Escalas termonétricas

Veja abaixo quais são os procedimentos para converter uma temperatura de qualquer escala para outra.

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

Ex: Converta 250K para Celsius.

K = C + 273
250 = C + 273
-C = 273-250
-C = 23ºC
C = -23ºC

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:

$\frac{C-0}{100-0} = \frac{F-32}{212-32}$

$\frac{C}{100} = \frac{F-32}{180}$

Simplificando, temos:

$C = \frac{F-32}{1,8}$

$F = 1,8C + 32$

Ex: Converta 37°C para a escala Farenheit.

$F = 1,8 \cdot 37 + 32$

$F = 66,6 + 32$

$F = 98,6$

Ex.: Converta 95°F para a escala Celsius:

$C = \frac{95-32}{1,8}$

$C = \frac{63}{1,8}$

$C = 35$

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:

$\frac{C}{5} = \frac{F-32}{9}$

$C = K - 273$

$\frac{K - 273}{5} = \frac{F-32}{9}$

Resumo

Conclusão

Para convertermos valores de temperaturas 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)

Conversão de Escalas Termométricas