TERMOMETRIA - PROFESSORA ROSANE SANTOS

Termometria - Escalas Termométricas

Temperatura é a grandeza física que mede o estado de agitação das partículas de um corpo. A temperatura caracteriza o estado térmico de um corpo.

Devemos evitar a confusão entre os conceitos de temperatura e calor. Calor é uma forma de energia que aparece devido a um diferencial de temperatura. São conceitos relacionados, mas não representam - sob o ponto de vista da Física - a mesma coisa.

Instrumentos de medida

O princípio da dilatação térmica é o fundamento das construções de termômetros a gás e líquido: quando um corpo sofre variação em sua temperatura, ele aumenta ou diminui de volume.

Os tipos de termômetros mais antigos funcionavam utilizando um gás ou um líquido, álcool ou mercúrio principalmente. Ainda hoje, termômetros como os de mercúrio (aqueles que temos em casa) são muito comuns: medem a temperatura do corpo (termômetro clínico) e a temperatura ambiente. O mercúrio é adequado porque é uma substância bem sensível às variações de temperatura, permitindo uma fácil leitura, mesmo para pequenas variações.

Os termômetros de mercúrio são construídos com um tubo capilar de vidro, onde fica o líquido. O mercúrio se expande ou se contrai, conforme a temperatura varia, indicando essa dilatação numa escala construída acima ou abaixo do tubo.

Os termômetros do tipo clínico possuem na ponta um bulbo metálico. É esse bulbo que é usado para contato com o corpo, a fim de aguardar o equilíbrio térmico (para a correta indicação da temperatura).

Existem outros tipos de termômetros, que utilizam outros princípios de construção e funcionamento: bimetálico, magnético, de radiação, termopar, de resistência elétrica - e também termômetros a gás.

Escalas termométricas

As escalas mais usuais atualmente são a Celsius (^oC), a Fahrenheit (^oF) e a Kelvin (K). Cada uma delas adota pontos fixos diferentes: a Celsius é amplamente usada na maior parte dos países, a Fahrenheit é ainda usada nos EUA, e a Kelvin é uma escala absoluta, de uso mais técnico e científico.

É possível escrever expressões matemáticas para fazer a conversão entre as escalas. Observe na figura abaixo os pontos fixos em que se baseiam as escalas Celsius e Fahrenheit. Já a escala Kelvin adota como origem o zero absoluto, que é o estado térmico em que as moléculas estão desprovidas de energia.

Expressões para conversão de temperaturas

Partindo da relação entre os pontos fixos das escalas, podemos deduzir relações de transformação entre elas:

Tc = temperatura em Celsius

T_k = temperatura em Kelvin

T_F = temperatura em Fahrenheit

OU

O Zero Absoluto

A idéia de se propor a escala Kelvin surgiu das discussões em torno de temperaturas máximas e mínimas que podem ser atingidas por um corpo. Verificou-se que não há, teoricamente, um limite superior para a temperatura que um corpo pode alcançar. Entretanto, observa-se que existe um limite natural, quando tentamos abaixar a temperatura. Estudos realizados em grandes laboratórios de diversos países mostraram que é impossível obter uma temperatura inferior a -273'C. Esta temperatura é denominada zero absoluto, Na realidade, o zero absoluto é uma temperatura limite, que não pode ser alcançada, tendo-se, entretanto, conseguido valores muito próximos a ela. Então.

Note que o “zero absoluto” corresponde à situação em que não ocorre mais vibração molecular, o que é impossível de se obter na prática, apesar de se ter obtido em laboratório, temperatura bem próximas desse valor. (Fonte: Beatriz Alvarenga. Curso de Física)

TIRINHA DO DIA

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Por que 37°C ?

 

Cientistas descobriram o motivo pelo qual a temperatura do nosso corpo é de 37°C.

Aparentemente, este é um equilíbrio perfeito, por ser quente o bastante para evitar infecção por fungos, mas não quente demais a ponto de termos que comer sem parar, para manter o nosso metabolismo.

Os cientistas sempre se indagaram porque motivo os mamíferos avançados são tão quentes, comparados com outros animais. E este pode ser o motivo! O número de espécies de fungos que conseguem sobreviver e infectar um animal cai em 6% para cada 1°C a mais na temperatura do corpo. Então quanto maior for a temperatura, mais o corpo evita infecções por fungos. Mas existe uma temperatura ideal?

Os cientistas criaram um modelo matemático que analisou os benefícios ganhos por temperaturas do corpo que protegem o organismo de fungos versos o custo – na forma de maior consumo de alimento – necessário para manter a temperatura do corpo entre 30° e 40°C. A temperatura ideal para maximizar os benefícios e minimizar os custos é de 36,7°C, que se aproxima bastante da temperatura normal do corpo humano.