A Medida da Temperatura

Os instrumentos que medem temperatura são chamados termômetros.Eles medem o grau de agitação térmica das partículas de um corpo.

Sensação térmica:Colocando a mão sobre um corpo temos sensações térmicas e expressamos essas sensações utilizando palavras como quente, gelado, morno ou frio, por exemplo. Mas os sensores térmicos que temos na pele não permitem dizer a que temperatura estão os corpos. Além disso, cada pessoa tem sensações térmicas diferentes e, para a mesma pessoa, as sensações térmicas podem até ser enganosas. Para saber, maneira precisa, a temperatura de um corpo, foi necessário criar instrumentos chamados termômetros.

Termômetros:Em geral, quando a temperatura de um corpo varia, ocorrem também outras variações. Por exemplo, na maioria dos casos, o volume de um corpo aumenta quando sua temperatura aumenta e diminui quando sua temperatura diminui. No primeiro caso, dizemos que o corpo sofre expansão térmica e, no segundo, que sofre contração térmica. Para cada variação de temperatura há uma variação de volume. O funcionamento dos termômetros tem, por base, mudanças que ocorrem nas propriedades dos materiais, quando sua temperatura sofre variações. Nos termômetros mais utilizados, a temperatura é medida pela dilatação de líquidos, geralmente o mércurio ou o álcool.

O termômetro de mercúrio:O termômetro de mercúrio é, em geral, utilizado para medir a temperatura do nosso corpo ou do ambiente e a temperatura de substâncias em laboratórios. É formado por um tubo fino de vidro, chamado capilar. A extremidade inferior do capilar é larga e forma um recipiente chamado bulbo, que contém o mercúrio. Mede-se a temperatura colocando o corpo em contato com o termômetro e espera-se algum tempo para que o corpo e o termômetro entrem em equilíbrio térmico. Se o corpo está mais quente que o termômetro, cede calor ao vidro e ao mercúrio e este se dilata, subindo pelo capilar. Se o corpo está frio, é o termômetro que cede calor ao corpo e, então, o mercúrio se contrai e desce no capilar. Quando o corpo e o termômetro entram em equilíbrio térmico, ficam à mesma temperatura. A altura do mercúrio no capilar é diretamente propocional à temperatura do corpo; por isso essa altura deve estar associada a uma escala de temperatura.

Os pontos fixos:As temperaturas de fusão e de ebulição das substâncias puras permanecem constantes enquanto tais substâncias mudam de estado. Por exemplo. enquanto uma certa quantidade de água pura está em ebulição, sua temperatura permanece a mesma. Assim, as temperaturas de fusão e de ebulição são chamados pontos fixos e seus valores são definidos na graduação de escalas de temperatura.

A escala Celsius:um astrônomo, de origem sueca, chamado Anders Celsius (1701-1744) criou uma escala de temperatura de fusão do gelo e a temperatura de ebulição da água ao nível do mar, e atribuindo a essas temperaturas os valores 0 e 100, respectivamente. Essa escala é chamada escala Celsius de temperatura. Para criar a escala, Celsius marcou a altura alcançada pelo mercúrio em cada um dos pontos fixos e dividiu a distância entre as duas marcas (0 °C e 100 °C ) em 100 partes iguais. Cada divisão representa a variação de temperatura de um grau Celsius ( 1°C ). Existem escalas de temperatura em que os valores dos pontos fixos não são 0 e 100. Na escala Fahrenheit, por exemplo, aos pontos fixos foram atribuídos os valores de temperatura 32 e 212; além disso, a distância entre os dois valores foi dividida em 180 partes iguais; cada parte corresponde a 1°F.

O termômetro clínico:A temperatura do corpo humano é praticamente constante, mantendo-se em torno de 37°C. Essa temperatura pode se elevar devido a causas orgânicas, na situação que chamamos febre. Para saber qual é a temperatura do corpo, utiliza-se um tipo de termômetros chamado termômetro clínico. A escala vai de 35 °C a 42 °C. Tal escala corresponde ao intervalo de variação da temperatura corporal, e cada grau está subdividido em 10 partes iguais, o que permite medir alterações de temperatura muito pequenas, de 0,1 °C. Junto do bulbo, o capilar é mais estreito; com isso o mercúrio não desce quando afastamos o termômetro do corpo.

Autor: Alex Sandro

Temperatura e Calor

Pode-se definir como temperatura a medida da energia cinética das partículas de um corpo. Além dessa definição, pode-se afirmar que temperatura é a grandeza escalar que determinará se um corpo está "quente" ou "frio". O calor pode ser definido como sendo a energia térmica em movimento, que se transfere de um corpo a outro unicamente pela diferença de temperatura entre esses corpos. Embora sejam grandezas muito relacionadas, calor e temperatura não são sinônimos. São palavras que devem ser utilizadas com significativa distinção. Por exemplo, não dizemos que um corpo quente tem calor; dizemos que ele se encontra a uma determinada temperatura.

A temperatura de um corpo está relacionada com o movimento dos átomos, das moléculas ou dos íons que o constituem. Este movimento pode ser denominado agitação térmica. Devido a esse movimento os corpos possuem energia térmica. A temperatura de um corpo é a medida da intensidade da agitação térmica de sua partículas. Quanto maior a velocidade de suas partículas, maior a temperatura do corpo. Por exemplo, quando a água é aquecida, o movimento de suas partículas torna-se mais intenso, por isso sua temperatura aumenta. Se a água é colocada no refrigerador, a agitação térmica de suas partículas diminui e, por consequência, sua temperatura diminui.

O calor é simplesmente a energia térmica em movimento, isto é, em dinâmica; o calor é a energia térmica em transferência entre os corpos. O calor sempre transfere-se de um corpo mais quente para um corpo mais frio. Por exemplo: em dias nublados com a temperatura baixa, sentimos mais frio porque o calor do nosso corpo é transferido para o ambiente (que está mais frio).

Quando dois corpos que estão em contato têm a mesma temperatura, estão em equilíbrio térmico. Como o calor é uma forma de energia, sua unidade no Sistema Internacional de Medidas (S.I.) pode ser o Joule (J), que é a unidade de energia. Todavia, para o calor, utiliza-se uma unidade mais típica: a caloria (cal), ou um de seus múltiplos, como a quilocaloria (kcal). A relação entre caloria e Joule é: 1 cal = 4,186 J.

Quando estuda-se sobre calor, tem-se que aprender outras grandezas relacionadas com ele. Um exemplo disso é a chamada capacidade térmica e o calor específico. A capacidade térmica pode ser entendida como sendo a quantidade de calor que um corpo absorve, produzindo uma certa variação de temperatura. Matematicamente, define-se: quando um corpo absorve uma quantidade de calor dQ, produzindo uma variação de temperatura dt, sua capacidade térmica C será C = dQ/dt. Quanto maior for a capacidade térmica de um corpo, maior será a quantidade de calor que devemos fornecer a ele para provocar uma determinada elevação em sua temperatura. A unidade de capacidade térmica no S.I. é o J/ °C. O calor específico de uma substância é a quantidade de calor necessária para aumentar (ou diminuir) em uma dada temperatura uma dada quantidade de massa de uma substância. Matematicamente, define-se: se um corpo de massa m tem uma capacidade térmica C, o calor específico, c, do material que constitui o corpo é dado por c = C/m. A unidade de calor específico é a cal/g . °C.

Autor: Eliakim Ferreira Oliveira.