A Termometria é uma área da Termologia que tem como objeto de estudo a temperatura, as escalas termométricas, como Celsius, Kelvin e Fahrenheit, e a influência da variação da temperatura sobre os corpos.
Leia também: Afinal, o que é temperatura?
Tópicos deste artigo
- 1 - Resumo sobre Termometria
- 2 - O que é Termometria?
- 3 - O que a Termometria estuda?
- 4 - Fórmulas da Termometria
- 5 - Escalas termométricas
- 6 - Importância da Termometria
- 7 - Diferenças entre Termometria e Termologia
- 8 - Exercícios resolvidos sobre Termometria
Resumo sobre Termometria
- A Termometria é uma área da Física que investiga principalmente a temperatura e as escalas termométricas.
- Na Termometria, é possível calcular a variação da temperatura e alterar a sua escala termométrica.
- As escalas termométricas mais usadas no mundo são as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin.
- A Termometria é importante para medirmos a temperatura dos alimentos e das bebidas, além da temperatura corporal.
- Na Termologia, estudamos a Termometria, a Calorimetria e a Termodinâmica.
O que é Termometria?
A Termometria é a parte da Física, mais especificamente da Termologia, que busca compreender a temperatura, as escalas termométricas e também os fenômenos que acontecem nos corpos quando temos variação de suas temperaturas.
Em 1592, foi desenvolvido o primeiro instrumento para medir a variação da temperatura, o termoscópio de Galileu Galilei, que indicava apenas quando tínhamos aumento ou diminuição da temperatura. Esse instrumento foi o precursor do termômetro e é considerado o marco inicial da Termometria.
O que a Termometria estuda?
A Termometria estuda a temperatura, as escalas termométricas e os fenômenos que surgem nos corpos quando sua temperatura varia.
A temperatura é uma grandeza física escalar que mensura a oscilação das moléculas, dos átomos e das partículas dos corpos. Quando dois corpos ou duas regiões de um mesmo corpo estão a diferentes temperaturas, ocorre um fluxo de calor que parte do corpo com maior temperatura para o corpo com menor temperatura.
Fórmulas da Termometria
→ Variação da temperatura
∆T = Tf - Ti
- ∆T → variação de temperatura, medida em Kelvin [K], em Celsius [°C] ou em Fahrenheit [ºF].
- Tf → temperatura final, medida em Kelvin [K], em Celsius [°C] ou em Fahrenheit [ºF].
- Ti → temperatura inicial, medida em Kelvin [K], em Celsius [°C] ou em Fahrenheit [ºF].
→ Relação entre a variação da temperatura na escala Kelvin e na escala Fahrenheit
\(\dfrac{\Delta T_K}{100} = \dfrac{\Delta T_F}{180}\)
- ∆TK → variação da temperatura na escala Kelvin, medida em [K].
- ∆TF → temperatura na escala Fahrenheit, medida em [°F].
→ Relação entre a variação da temperatura na escala Kelvin e na escala Celsius
∆TK = ∆TC
- ∆TK → variação da temperatura na escala Kelvin, medida em [K ].
- ∆TC → variação da temperatura na escala Celsius, medida em [°C ].
→ Relação entre a variação da temperatura na escala Fahrenheit e na escala Celsius
\(\Delta T_F = 1,8 \cdot \Delta T_C\)
- ∆TF → temperatura na escala Fahrenheit, medida em [°F].
- ∆TC → variação da temperatura na escala Celsius, medida em [°C].
→ Escalas termométricas
\(\dfrac{T_C}{5} = \dfrac{T_F - 32}{9} = \dfrac{T_K - 273}{5}\)
- TC → temperatura na escala Celsius, medida em [°C].
- TF → temperatura na escala Fahrenheit, medida em [°F].
- TK → temperatura na escala Kelvin, medida em [K].
Escalas termométricas
Escalas termométricas são escalas graduadas que medem a grandeza física temperatura em diferentes unidades de medida. As mais usadas são as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin. Essas escalas foram desenvolvidas levando em consideração os pontos de fusão e de ebulição da água. Elas estão relacionadas a partir da seguinte fórmula:
\(\dfrac{T_C}{5} = \dfrac{T_F - 32}{9} = \dfrac{T_K - 273}{5} \)
A partir da fórmula das escalas termométricas, é possível, por exemplo, transformar uma temperatura na escala Celsius para a escala Fahrenheit ou para a escala Kelvin. A água à temperatura de 0 ºC é igual a 32 ºF ou 273 K. Na imagem, abaixo temos uma comparação das temperaturas nas diferentes escalas.
Veja também: Escalas termométricas — mais detalhes sobre essas escalas graduadas
Importância da Termometria
A Termometria é uma das áreas mais importantes da Física, já que está presente em diversos aspectos do cotidiano, tais como:
- medição da temperatura dos alimentos e das bebidas;
- medição da temperatura do chocolate para temperagem;
- medição da temperatura corporal para verificação de febre;
- transformação entre escalas de temperatura;
- dilatação térmica dos corpos;
- fluxo de calor entre corpos.
Diferenças entre Termometria e Termologia
A Termologia é uma das grandes áreas de estudo da Física, como Mecânica e Óptica, e nela estudamos três subáreas, a Termometria, a Calorimetria e a Termodinâmica. Na Termometria, estudamos a grandeza física temperatura; na Calorimetria, estudamos a grandeza física calor; na Termodinâmica, estudamos a relação entre as grandezas físicas pressão, temperatura e volume.
Confira também: Termologia — mais detalhes sobre essa importante área de estudo da Física
Exercícios resolvidos sobre Termometria
Questão 1
(Aprendiz de Marinheiro) Três termômetros de mercúrio são colocados num mesmo líquido e, atingido o equilíbrio térmico, o graduado na escala Celsius registra 45 ºC. Os termômetros graduados nas escalas Kelvin e Fahrenheit, respectivamente, devem registrar que valores?
A) 218 K e 113 ºF
B) 318 K e 113 ºF
C) 318 K e 223 ºF
D) 588 K e 313 ºF
E) 628 K e 423 ºF
Resolução:
Alternativa B.
Primeiramente, transformaremos a temperatura da escala Celsius para a escala Kelvin empregando a fórmula das escalas termométricas:
\(\dfrac{T_C}{5} = \dfrac{T_K - 273}{5} \)
\(T_C=T_K-273\)
\(45=T_K-273\)
\(T_K=273+45\)
\(T_K=318K\)
Por fim, transformaremos a temperatura da escala Celsius para a escala Fahrenheit empregando a fórmula das escalas termométricas:
\(\dfrac{T_C}{5} = \dfrac{T_F - 32}{9} \)
\(\dfrac{45}{5} = \dfrac{T_F - 32}{9} \)
\(9 = \dfrac{T_F - 32}{9} \)
\(9 \cdot 9=T_F-32\)
\(81=T_F-32\)
\(T_F=81+32\)
\(T_F=113℉\)
Questão 2
(Ufac) Uma variação de temperatura de 300K equivale na escala Fahrenheit à uma variação de:
A) 540 ºF
B) 54 ºF
C) 300 ºF
D) 2700 ºF
E) n.d.a
Resolução:
Alternativa A.
Transformaremos a variação de temperatura da escala Kelvin para a escala Fahrenheit empregando a fórmula das escalas termométricas:
\(\dfrac{\Delta T_K}{100} = \dfrac{\Delta T_F}{180}\)
\(\dfrac{300}{100} = \dfrac{\Delta T_F}{180}\)
\(\Delta T_F = \dfrac{300 \cdot 180}{100} \)
\(∆T_F=540℉\)
Fontes
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Gravitação, Ondas e Termodinâmica (vol. 2). 10. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2016.
NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor (vol. 2). Editora Blucher, 2015.
