O movimento das partículas que constituem a matéria não é ordenado, é caótico (aleatório) e é chamado de agitação molecular. A medida do grau de agitação das moléculas é determinada por uma grandeza denominada temperatura.
Temos que quanto maior for o grau de agitação das moléculas maior será a temperatura do corpo.
Existem, oficialmente, três escalas termométricas:
A escala Absoluta
O físico inglês Willian Thomson (1824-1907), mais conhecido pelo seu título de nobreza, Lord Kelvin, foi quem estabeleceu pela primeira vez a existência teórica de uma situação na qual as partículas da matéria estariam totalmente desprovidas de energia e, portanto, estariam paradas.
A essa situação teórica, que se sabe atualmente ser inalcançável na prática, se deu o nome de zero absoluto e associou a ela a temperatura igual a zero. Por esse motivo, a escala kelvin é denominada de escala absoluta. O kelvin é a escala fundamental da temperatura termodinâmica, e seus instrumentos de medidas (termômetros) estão, normalmente, graduados com os pontos de fusão do gelo a 273 K e o ponto de ebulição da água a 373 K, considerando as condições normais de pressão.
As escalas relativas
A escala Celsius, a mais utilizada na prática, tem unidade (tamanho de cada divisão da escala) igual ao kelvin, sendo denominada grau Celsius (ºC). Porém, nessa escala adota-se a temperatura de 0º C, como sendo a temperatura de fusão do gelo. Consequentemente, a temperatura de ebulição da água corresponde a 100º C, pois entre o ponto de fusão do gelo (273 K) e o ponto de ebulição da água (373 K), existem 100 kelvins e, portanto, 100 graus Celsius.
Assim, a conversão entre as escalas kelvin e Celsius é dada pela equação:
TK = Tc + 273
Ou seja, os valores entre as duas escalas estão separados por 273 unidades.
Outra escala de uso comum, principalmente nos países de língua inglesa, é a escala Fahrenheit,
na qual o valor 32 corresponde ao ponto de fusão do gelo e o valor 212, ao ponto de ebulição da água, sob condições normais de pressão.
O intervalo entre as duas temperaturas é dividido em 180 partes, cada uma constitui uma unidade dessa escala, denominada grau Fahrenheit.
A relação entre as escalas kelvin, Celsius e Fahrenheit é dada pela equação:
Onde:
TC é a
temperatura na escala Celsius
TF é a temperatura na escala Fahrenheit
TK é a temperatura na escala kelvin.
O conceito de temperatura para nós é bem elementar, sempre associamos temperatura a sensações de quente e frio e muitas vezes confundimos temperatura e calor, ou achamos que são a mesma coisa. Puro engano!
A temperatura mede a energia cinética média de uma substância e o calor é a medição de transferência de energia em função da diferença de temperatura.
Há três unidades de temperatura que são amplamente usadas no mundo, o Fahrenheit, o Celsius e o Kelvin, onde esta última é a unidade oficial definida pelo SI. Vamos saber mais sobre ela!
Diferentemente de uma medida como o comprimento e a massa, que podemos facilmente imaginar que algo é duas vezes mais comprido, ou duas vezes mais “pesado”, como imaginaríamos que algo é duas vezes mais “quente” do que outra coisa?
Se a temperatura de um objeto é 25 °C, algo duas vezes mais quente seria 50 °C?
Na verdade não!
Apesar de a lógica nos levar a entender isso, a escala Celsius é relativa, ou seja, não apresenta o conteúdo global de energia cinética de um corpo.
Quando pensamos em termos absolutos, o valor de 25 °C equivale a 298,15 K, que é sua energia cinética média, assim o dobro dessa energia seria 596,3 K (que vale 323,3 °C); um valor bem maior que 50 °C (323,15 K).
Frequentemente usamos os termos “hoje está quente” ou “o dia está frio” isso porque nossa noção natural de temperatura é qualitativa.
Nosso corpo é um termoscópio, um tipo de termômetro não calibrado e que é incapaz de nos dar uma noção quantitativa de temperatura, apenas variações dela com base na referência de nossa temperatura corporal.
A razão para que em metrologia e demais ciências usar a escala Kelvin é porque ela determina um valor mínimo absoluto de temperatura, teoricamente possível de se alcançar, no qual não há mais expressão de energia cinética.
Na realidade é praticamente impossível de se atingir o zero absoluto, apesar que tem-se conseguido alcançar valores na casa de milésimos acima dele.
Nas demais escalas usadas, o valor zero foi escolhido de forma arbitrária, como acontece com o 0 °C que tem como ponto de referência o ponto de fusão do gelo.
Vamos agora conhecer algumas curiosidades sobre essa grandeza!
1. A maior temperatura produzida pelo ser humano foi de cerca de 4 bilhões de kelvins no laboratório de Brookhaven, no colisor relativístico de íons pesados, ao fazer com que íons de ouro se chocassem numa tentativa de recriar as condições do Big Bang.
Para se ter uma ideia, essa temperatura é de mais de 250 mil vezes mais quente do que o núcleo do sol!
2. Por falar em núcleo do Sol, sua temperatura é de 15 milhões de kelvin. Só assim para que as condições de fusão do hidrogênio em hélio possam ser possíveis.
Estima-se que a cada segundo 600 milhões de toneladas de hidrogênio são convertidas em 595 milhões de toneladas de hélio, essa diferença de massa é o que emana do nosso astro-rei na forma de energia.
3. Excluindo o Sol, o ponto mais quente de nossa Via Láctea é o núcleo de Júpiter, cuja temperatura é cinco vezes maior do que a superfície do Sol.
4. Robert Hook desenvolveu um dos primeiros termômetros que se tem notícia, em 1664, que usava álcool pigmentado para realização das leituras
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Fonte
The Kelvin