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O que é temperatura? Definição de escalas e unidades

O que é temperatura? Definição de escalas e unidades

Temperatura é a magnitude termodinâmica que mostra a energia térmica de um corpo em relação à de outro. Esta propriedade termodinâmica descreve apenas um estado macroscópico.

Segundo a teoria molecular, a temperatura é definida como a medida da energia cinética média das moléculas que a compõem. Ou seja, os movimentos das partículas dentro dele.

Por outro lado, pode ser definido de acordo com a mecânica estatística, como a derivada da energia em relação à entropia em volume constante.

Sendo de magnitude macroscópica, possui caráter exclusivamente estatístico. Isso significa que não faz sentido falar da temperatura de uma molécula ou átomo isolado, mas de um todo.

Quais são as escalas de temperatura?

As três escalas mais comuns para medir temperatura são:

Escala Celsius e Escala Kelvin

A escala Celsius é a escala mais usada para expressar a temperatura. Quase todo mundo usa a escala Celsius ( grau Celsius) para medir a maioria das medidas. A variação entre um grau e o próximo em uma escala Celsius é a mesma variação que em uma escala Kelvin.

A diferença entre as escalas Celsius e Kelvin está em fixar seu ponto nulo:

  • Na escala Celsius, 0ºC corresponde ao ponto de congelamento da água.

  • Na escala Kelvin, 0 graus corresponde ao nível mínimo que um corpo poderia atingir teoricamente.

Os intervalos da escala Kelvin são medidos em Kelvin, mas anteriormente eram chamados de graus Kelvin.

Escala de Fahrenheit

No entanto, existem alguns países, principalmente os Estados Unidos, onde a escala Fahrenheit ainda é usada na vida cotidiana. É uma escala histórica. Nele, o ponto de congelamento da água é de 32 ° F e o ponto de ebulição da água é de 212 ° F.

Exemplos de temperatura

Descrição

Kelvin

Graus Celsius

Graus Fahrenheit

Graus Rankine 

Zero absoluto

0 0

-273,15

-459,67

0 0

Temperatura da água de fusão

273,15

0 0

+32

491,67

Temperatura da água a ferver

373,15

100

+212

671,67

Temperatura do corpo humano

310.15

37.

+98,6

558,27

Temperatura ambiente é a temperatura do ar externo. O máximo registrado foi de 56,7 graus Celsius. Registrado na estação Furnace Creek, localizada no conhecido "Vale da Morte" dos EUA. O mínimo registrado é de -93 graus Celsius na Antártica.

Unidade no sistema internacional de medidas

A unidade de medida do no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o kelvin. O Kelvin é, portanto, a unidade usada pelos cientistas. É frequente vê-lo referenciado como um grau Kelvin.

Ponto triplo da água

O Sistema Internacional de Unidades (SI) define uma escala e uma unidade para temperatura termodinâmica com base no ponto triplo da água.

Por que sentimos frio e calor?

Sensação térmica é chamada sensação de frio ou calor que uma pessoa sente de acordo com uma combinação de parâmetros meteorológicos.

A sensação fisiológica é gerada quando há troca de energia térmica entre a temperatura corporal e a de outros corpos.

Se tocarmos um objeto a uma temperatura mais baixa, o calor flui do nosso corpo para o objeto. Nós sentimos frio. Se o objeto é um bom condutor de calor, o calor flui mais rapidamente. Então teremos a sensação térmica de que o objeto é ainda mais frio.

Relação entre temperatura e termodinâmica

É uma das principais propriedades estudadas em um sistema termodinâmico. Na termodinâmica, as diferenças nas térmicas entre diferentes regiões da matéria são especialmente importantes. Essas diferenças permitem o movimento do calor de uma região para outra.

O que é temperatura? Definição de escalas e unidadesO calor flui apenas de regiões quentes para regiões frias. Isso é estabelecido pela segunda lei da termodinâmica na afirmação de Clausius. Dois objetos na mesma temperatura não transferem calor.

A temperatura é igual à energia térmica?

As moléculas de todas as substâncias materiais estão sempre em movimento contínuo. Eles podem estar em vibração ou agitação, devido às múltiplas interações que sofrem dentro do corpo.

Como conseqüência dessa agitação aleatória, os átomos e moléculas da matéria têm uma certa energia interna, uma vez que possuem energia cinética na forma de movimento. Eles também possuem energia potencial devido às forças exercidas entre as partículas.

A energia interna também é conhecida como energia térmica dos corpos.

Por outro lado, a temperatura é a magnitude que permite registrar o valor médio da energia térmica de um corpo.

Como é medida a temperatura?

Diferentes sistemas de medição dependem da aplicação ou se valores muito altos ou muito baixos devem ser medidos. No entanto, a ferramenta mais conhecida e usada é o termômetro.

Para determinar a temperatura de um sistema, ele deve estar em equilíbrio termodinâmico. Variações no estado térmico de um corpo causam alterações em algumas propriedades macroscópicas:

  • Dilatação.
  • Evolução da resistência elétrica.
  • Criação de forças eletromotriz.
  • Mudanças de pressão.
  • Alterações de volume em um gás, etc.

Consequentemente, as variações dessas propriedades permitem que sejam utilizadas na construção de instrumentos que detectam variações de temperatura.

Anteriormente, o termômetro de mercúrio era usado para medir a temperatura corporal. Atualmente, está em desuso devido à sua perigosidade.

O que isso significa em equilíbrio térmico?

Quando dois sistemas estão em equilíbrio térmico, eles têm a mesma temperatura. A extensão deste princípio justifica fundamentalmente o uso do termômetro e estabelece os princípios de sua construção para sua medição.

Numa abordagem mais fundamental, a definição empírica é derivada das condições de equilíbrio térmico, que são expressas no princípio zero da termodinâmica.

Autor:

Data de publicação: 9 de novembro de 2016
Última revisão: 29 de outubro de 2020