Temperatura

Temperatura é a grandeza que caracteriza o estado térmico de um corpo ou sistema, sendo possível medir o grau de agitação dos átomos ou moléculas de um corpo. Quanto mais agitados eles estiverem maior será a temperatura, independente do estados físicos da água, seja sólido, líquido ou gasoso.

Não existe um limite superior de temperatura. Na superfície do sol, a temperatura é de 6.000º C, enquanto que no seu núcleo atinge 15.000.000ºC. Contudo, existe um limite inferior, chamado de “zero absoluto”, que corresponde a -273,15ºC. Nessa temperatura, a vibração, teoricamente, estaciona.

Se a vibração molecular é intensa, a temperatura de um corpo é alta e o objeto fica quente. Quanto menor a vibração molecular, menor é a temperatura e mais frio o objeto está.

Essa grandeza da física é um conceito fundamental na termologia, que é o estudo dos fenômenos térmicos.

Como é possível medir a temperatura?

A temperatura pode ser medida por meio do termômetro. Esse instrumento funciona a partir da comparação entre as variações de propriedades e substâncias e as variações de temperatura.

A palavra termômetro é formada pela junção dos termos gregos therme (calor) e metron (medida). O primeiro instrumento indicador de temperatura do qual se tem registro foi produzido por Galileu Galilei em 1592. Porém, o equipamento idealizado por ele comparava um corpo mais quente com um corpo mais frio, chamado de termoscópio.

O termômetro foi criado a partir da marcação de pontos fixos e da atribuição de valores:

• Marcação de pontos fixos: cada altura atingida pelo mercúrio no tubo corresponde a um valor específico de temperatura. Como por exemplo, o ponto de fusão e ebulição da água;
• Atribuição de valores: quando os pontos fixos são estabelecidos, para cada ponto deve ser atribuídos valores. Na Europa existiam várias escalas termométricas em uso, hoje existem três: Celsius, Kelvin e Fahrenheit.

As sensações corporais não servem de parâmetro para medir temperaturas exatas, pois cada pessoa tem uma sensação térmica diferente.

Escalas termométricas

• Escala Celsius (ºC): criada por Anderson Celsius, astrônomo sueco, em 1742. Nessa escala o ponto de fusão da água é 0 ºC, já o ponto de ebulição é de 100 ºC. Essa escala, adotada no Brasil, é centígrada, ou seja, apresenta cem intervalos entre o ponto de fusão e ebulição.
• Escala Kelvin (K): essa escala foi criada em 1864 por William Thompson, conhecido por Lord Kelvin. Nela não há valor negativo, o zero é denominado de “zero absoluto” onde é mantido como o início da temperatura. Ou seja, o zero absoluto atingindo na escala Kelvin é 273 K. Essa escala também é centigrada. Na escala Kelvin, que é a escala do Sistema Internacional de Unidades (SI), o estado de fusão é 273,15 K e a ebulição 373,15 K.

A relação do Kelvin com a escala Celsius é dada pela fórmula:

• Escala Fahrenheit (ºF): o físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit, em 1714, criou essa escala. A temperatura atribuída no ponto de fusão é 32ºF e no ponto de ebulição é 212ºF. Essa escala é muito utilizada em países ingleses, como Estados Unidos e Inglaterra. Existem 180 intervalos entre a temperaturas 32 e 212, portanto não é considerada uma escala centigrada. Porém, 32ºF não é superior a 0ºC, esses dois valores representam o mesmo grau de agitação das moléculas, porém estão em diferentes escalas termométricas.

Escala termométrica	Ponto de fusão	Ponto de ebulição
Celsius	0ºC	100ºC
Fahrenheit	32ºF	212ºF
Kelvin	273,15 K	373, 15 K

As escalas Fahrenheit, Celsius e Kelvin são diferentes. No entanto, é possível converter as unidades através da seguinte expressão algébrica:

Você sabia?

• A temperatura mais baixa possível é 0 K, conhecida como "zero absoluto";
• Na década anterior à criação do termômetro, o físico Isaac Newton havia sugerido a utilização de duas temperaturas como referência para a construção de uma escala termométrica: a do corpo humano e a da solidificação da água;
• Em 1714, os cientistas utilizavam termômetros feitos com álcool, o que tornava difícil medir altas temperaturas porque o ponto de ebulição do líquido é muito baixo. Então, misturavam água para compensar, mas a dilatação do material não ficava uniforme.