Termometria

Conceito de temperatura

› Corpos são formados por partículas (átomos e moléculas) que estão em constante agitação, ou seja, possuem energia cinética.

› A soma das energias cinética de agitação das partículas que constituem a matéria pode ser definida como energia térmica do corpo.

› A temperatura de um corpo é definida como um valor numérico associado ao estado de agitação de suas partículas.

› Quanto maior a agitação, maior a temperatura medida.

Medida da temperatura

› A medida da temperatura é indireta, pois não temos como medir a energia cinética das partículas e, por isso, utilizamos a medida de grandezas que mudam com a variação da temperatura: dilatação térmica dos materiais, o volume dos gases, a coloração de algumas substâncias e a corrente elétrica.

› Os termômetros são instrumentos que associam essas grandezas termométricas a valores numéricos.

› O termômetro comum é um dispositivo utilizado para medir a grandeza temperatura. É constituído por um tubo de vidro fechado e graduado. Uma das extremidades contém o líquido termométrico, que pode ser álcool colorido. Nesse caso, a grandeza termométrica associada é a dilatação térmica do líquido termométrico.

› Sob o efeito do calor, o líquido expande-se e sobe no interior do tubo graduado

› Além do termômetro líquido existem outros tipos de termômetros. Alguns deles são:

1. Termômetro de lâmina bimetálica

2. Termômetro de radiação

3. Pirômetro Óptico

Escalas termométricas

› Uma escala termométrica corresponde a um conjunto de valores numéricos, em que cada valor está associado a uma temperatura.

› Para a graduação das escalas, escolheremos, como pontos fixos, dois fenômenos que acontecem sempre nas mesmas condições: a fusão da água e a ebulição da água, ambas sob pressão normal (equivalente à do nível do mar)

› 1º ponto fixo: corresponde a temperatura de fusão da água.

› 2º ponto fixo: corresponde a temperatura de ebulição da água.

› De que forma podemos relacionar as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin?

Relação de conversão de temperatura entre as escalas termométricas

› Para determinarmos relações entre as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin com escalas arbitrárias, utilizamos o procedimento demonstrado anteriormente.

O zero absoluto

› Imagine um sistema físico qualquer. Quando o aquecemos sua temperatura se eleva, aumentando o estado de agitação de suas partículas. Se o resfriamos sua temperatura diminui porque o estado de agitação das partículas também diminui. Se continuarmos a resfriar esse sistema, o estado de agitação das partículas diminuirá mais e mais, tendendo a um mínimo de temperatura, denominado zero absoluto.

› Zero absoluto é o limite inferior de temperatura de um sistema. É a temperatura correspondente ao menor estado de agitação das partículas, isto é, um estado de agitação praticamente nulo.

Observação

No zero absoluto ainda existe nas partículas do sistema uma quantidade finita, não nula, de energia cinética. Essa energia é denominada energia do ponto zero.

Pense um pouco!

É possível medirmos a temperatura do vácuo?

Por que um termômetro clínico é um termômetro de máxima?

Referências

Alvarenga, Beatriz e Máximo, Antônio. Curso de Física, Volume 2, São Paulo, Spicione, 1997.

GREF - Grupo de Relaboração do Ensino de Física. Física, Volume 2, São Paulo, EDUSP, 1991.

Ramalho Jr e outros. Os Fundamentos da Física. Volume 2, São Paulo, Moderna, 1986.