#Química- Termometria I - Temperatura

Chamamos de Termologia a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao calor, aquecimento, resfriamento, mudanças de estado físico, mudanças de temperatura, etc. 

Temperatura é a grandeza que caracteriza o estado térmico de um corpo ou sistema.

Fisicamente o conceito dado a quente e frio é um pouco diferente do que costumamos usar no nosso cotidiano. Podemos definir como quente um corpo que tem suas moléculas agitando-se muito, ou seja, com alta energia cinética. Analogamente, um corpo frio, é aquele que tem baixa agitação das suas moléculas.

Ao aumentar a temperatura de um corpo ou sistema pode-se dizer que está se aumentando o estado de agitação de suas moléculas.

Ao tirarmos uma garrafa de água mineral da geladeira ou ao retirar um bolo de um forno, percebemos que após algum tempo, ambas tendem a chegar à temperatura do ambiente. Ou seja, a água "esquenta" e o bolo "esfria". Quando dois corpos ou sistemas atingem o mesma temperatura, dizemos que estes corpos ou sistemas estão em equilíbrio térmico.

Escalas Termométricas

Para que seja possível medir a temperatura de um corpo, foi desenvolvido um aparelho chamado termômetro.

O termômetro mais comum é o de mercúrio, que consiste em um vidro graduado com um bulbo de paredes finas que é ligado a um tubo muito fino, chamado tubo capilar.

Quando a temperatura do termômetro aumenta, as moléculas de mercúrio aumentam sua agitação fazendo com que este se dilate, preenchendo o tubo capilar. Para cada altura atingida pelo mercúrio está associada uma temperatura.

A escala de cada termômetro corresponde a este valor de altura atingida.

Escala Celsius

É a escala usada no Brasil e na maior parte dos países, oficializada em 1742 pelo astrônomo e físico sueco Anders Celsius (1701-1744). Esta escala tem como pontos de referência a temperatura de congelamento da água sob pressão normal (0°C) e a temperatura de ebulição da água sob pressão normal (100°C).

Escala Fahrenheit

Outra escala bastante utilizada, principalmente nos países de língua inglesa, criada em 1708 pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736), tendo como referência a temperatura de uma mistura de gelo e cloreto de amônia (0°F) e a temperatura do corpo humano (100°F).

Em comparação com a escala Celsius:

0°C=32°F

100°C=212°F

Escala Kelvin

Também conhecida como escala absoluta, foi verificada pelo físico inglês William Thompson (1824-1907), também conhecido como Lorde Kelvin. Esta escala tem como referência a temperatura do menor estado de agitação de qualquer molécula (0K) e é calculada apartir da escala Celsius.

Por convenção, não se usa "grau" para esta escala, ou seja 0K, lê-se zero kelvin e não zero grau kelvin. Em comparação com a escala Celsius:

-273°C=0K

0°C=273K

100°C=373K

Conversões entre escalas

Para que seja possível expressar temperaturas dadas em uma certa escala para outra qualquer deve-se estabelecer uma convenção geométrica de semelhança.
Por exemplo, convertendo uma temperatura qualquer dada em escala Fahrenheit para escala Celsius:

Pelo princípio de semelhança geométrica:

Exemplo:

Qual a temperatura correspondente em escala Celsius para a temperatura 100°F?

Da mesma forma, pode-se estabelecer uma conversão Celsius-Fahrenheit:

E para escala Kelvin:

Fonte: sofisica.com.br

Aula Parte 1

Aula Parte 2

1 - (Fuvest) O processo de pasteurização do leite consiste em aquece-lo a altas temperaturas por alguns segundos, e resfria-lo em seguida. Para isso, o leite percorre um sistema em fluxo constante, passando por três etapas:

I. O leite entre no sistema (através de A), a 5ºC sendo aquecido (no trocador de calor B) pelo leite que já foi pasteurizado e está saindo do sistema.
II. Em seguida, completa-se o aquecimento do leite, através da resistência R, até que ela atinja 80ºC. Com essa temperatura, o leite retorna a B.
III. Novamente em B, o leite quente é resfriado pelo leite frio que entra por A, saindo do sistema (através de C), a 20ºC.

Em condições de funcionamento estáveis, e supondo que o sistema seja bem isolado termicamente, pode-se afirmar que a temperatura indicada pelo termômetro T, que monitora temperatura do leite na saída de B, é aproximadamente de
a)   20ºC
b)   25ºC
c)   60ºC
d)   65ºC
e)   75ºC 

2 - (Fuvest) Numa escala termométrica, que chamaremos de Escala Médica, o grau é chamado grau médico e representado por ºM. A escala médica é definida por dois procedimentos básicos : no primeiro, faz- se corresponder 0º M a 36 ºC e 100ºM a 44º C, no segundo, obtém se uma unidade de º M pela divisão do intervalo de 0ºM a 100ºM em 100 partes iguias.

a) Calcule a variação , em graus médicos , que corresponde à variação de 1ºC.

b) Calcule, em graus médicos, a temperatura de um pacientte que apresenta uma febre de 40 ºC. 

 

3 - (ITA) O verão de 1994 foi particularmente quente nos Estados Unidos da América. A diferença entre a máxima temperatura do verão e a mínima do inverno anterior foi de 60ºC. Qual o valor desta diferença na escala Fahrenheit?

a) 33ºF   

b) 60ºF 

c) 92ºF 

d) 108ºF 

e) 140ºF