{"id":72149,"date":"2023-11-23T14:00:00","date_gmt":"2023-11-23T17:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.ufrgs.br\/amlef\/?p=72149"},"modified":"2023-12-11T17:32:59","modified_gmt":"2023-12-11T20:32:59","slug":"edicao-especial-escalas-de-temperatura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.ufrgs.br\/amlef\/2023\/11\/23\/edicao-especial-escalas-de-temperatura\/","title":{"rendered":"EDI\u00c7\u00c3O ESPECIAL: Escalas de temperatura"},"content":{"rendered":"\n

Escalas de Tem\u00adpe\u00adra\u00adtura n\u00e3o s\u00e3o nada al\u00e9m de uni\u00adda\u00addes de medida, ou seja, s\u00e3o dife\u00adren\u00adtes repre\u00adsen\u00adta\u00ad\u00e7\u00f5es de uma mesma carac\u00adte\u00adr\u00eds\u00adtica, como foi tratado no texto de Metro\u00adlo\u00adgia: His\u00adto\u00adria das Escalas e Rela\u00adti\u00advismo<\/a>. Assim como podemos des\u00adcre\u00adver dis\u00adt\u00e2n\u00adcia em metros, p\u00e9s, passos ou campos de futebol, podemos tamb\u00e9m des\u00adcre\u00adver a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura em dife\u00adren\u00adtes uni\u00adda\u00addes, como Celsius, Fah\u00adre\u00adnheit, Kelvin ou na bizarra Delisle, que diminui com o aquecimento.<\/p>\n\n\n\n

Figura 1. Vari\u00ada\u00ad\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica di\u00e1ria pela manh\u00e3<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Diver\u00adsos cien\u00adtis\u00adtas criaram suas escalas t\u00e9r\u00admi\u00adcas, depen\u00addendo do que lhes inte\u00adres\u00adsava e do seu con\u00adtexto his\u00adt\u00f3\u00adrico e cul\u00adtu\u00adral. As mais uti\u00adli\u00adza\u00addas atu\u00adal\u00admente s\u00e3o as escalas Celsius, Fah\u00adre\u00adnheit e Kelvin, cada uma com sua fina\u00adli\u00addade ou ideia.<\/p>\n\n\n\n

Figura 2. Vari\u00ada\u00ad\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica di\u00e1ria pela tarde<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

As estranhas escalas qualitativas<\/h3>\n\n\n\n

As escalas uti\u00adli\u00adza\u00addas atu\u00adal\u00admente s\u00e3o quan\u00adti\u00adta\u00adti\u00advas (que atri\u00adbuem valores) e bem defi\u00adni\u00addas, mas nem sempre foi assim. Escalas qua\u00adli\u00adta\u00adti\u00advas surgem natu\u00adral\u00admente, como as colo\u00adqui\u00adais que des\u00adcre\u00advem a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura como \u201cfrio de ren\u00adguear cusco\u201d, \u201cde pegar res\u00adfri\u00adado\u201d, \u201cleva um casa\u00adqui\u00adnho\u201d, \u201ccalor de lascar\u201d ou \u201cde fritar ovo em asfalto\u201d (\u00e9 s\u00f3 um dia comum em Porto Alegre). Parece bizarro? Parece, mas \u00e9 uma pri\u00admeira abor\u00adda\u00adgem, e alguns cien\u00adtis\u00adtas segui\u00adram essa linha \u2014 com um pouco mais de rigor.<\/p>\n\n\n\n

Sir Isaac Newton<\/a>, aquele mesmo da Mec\u00e2\u00adnica, criou a sua pr\u00f3pria escala de tem\u00adpe\u00adra\u00adtura. Nela, a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura de um \u201clago con\u00adge\u00adlado\u201d, do \u201cferro bri\u00adlhando t\u00e3o inten\u00adsa\u00admente quanto pos\u00ads\u00ed\u00advel\u201d, ou at\u00e9 mesmo o \u201cmaior calor de um banho que se pode supor\u00adtar por algum tempo quando a m\u00e3o \u00e9 mer\u00adgu\u00adlhada e mantida im\u00f3vel\u201d eram mar\u00adca\u00ad\u00e7\u00f5es feitas e usadas para deter\u00admi\u00adnar a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura dos objetos em seus estudos. Existem regis\u00adtros ainda mais assus\u00adta\u00addo\u00adres, como \u201ct\u00e3o quente quanto sangue rec\u00e9m der\u00adra\u00admado\u201d; agora as Uni\u00adda\u00addes Impe\u00adri\u00adais (milhas, pole\u00adga\u00addas, \u2026) n\u00e3o me parecem mais t\u00e3o bizarras.<\/p>\n\n\n\n

O surgimento de Escalas de Temperatura Quantitativas (com n\u00fameros)<\/h3>\n\n\n\n
Figura 3. Dife\u00adren\u00adtes estados da \u00e1gua<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Seguindo uma ten\u00add\u00ean\u00adcia menos maso\u00adquista, o cien\u00adtista Anders Celsius<\/a> prop\u00f4s uma escala quan\u00adti\u00adta\u00adtiva defi\u00adnida por pro\u00adpri\u00ade\u00adda\u00addes da \u00e1gua, em 1742. Celsius publi\u00adcou um artigo mos\u00adtrando que a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura de fus\u00e3o (der\u00adre\u00adti\u00admento) do gelo n\u00e3o variava muito com a press\u00e3o atmos\u00adf\u00e9\u00adrica, e fez uma longa an\u00e1lise da vari\u00ada\u00ad\u00e7\u00e3o da tem\u00adpe\u00adra\u00adtura de ebu\u00adli\u00ad\u00e7\u00e3o (fervura) em fun\u00e7\u00e3o da press\u00e3o. Ele definiu sua escala, ini\u00adci\u00adal\u00admente, atri\u00adbuindo 0 \u00b0C ao ponto de ebu\u00adli\u00ad\u00e7\u00e3o da \u00e1gua e 100 \u00b0C ao ponto de fus\u00e3o. Por\u00e9m, era pouco con\u00adve\u00adni\u00adente uti\u00adli\u00adzar estes valores e, em 1743, Carl Lin\u00adna\u00adeus<\/a> revisou os estudos de Celsius e inver\u00adteu sua escala, tornando\u2011a como conhe\u00adce\u00admos atualmente.<\/p>\n\n\n\n

Daniel Fah\u00adre\u00adnheit tamb\u00e9m criou sua escala t\u00e9rmica quan\u00adti\u00adta\u00adtiva, com muito mais divi\u00ads\u00f5es (graus) que a de Celsius. Para com\u00adpa\u00adrar\u00admos, a fus\u00e3o da \u00e1gua \u00e9 equi\u00adva\u00adlente a 32 \u00b0F, enquanto a ebu\u00adli\u00ad\u00e7\u00e3o foi deter\u00admi\u00adnada como 212 \u00b0F, ou seja, tem uma vari\u00ada\u00ad\u00e7\u00e3o de 180 valores intei\u00adros nesse inter\u00advalo, enquanto na escala Celsius possui uma vari\u00ada\u00ad\u00e7\u00e3o de \u201capenas\u201d 100 valores.<\/p>\n\n\n\n

Figura 4. Escalas ter\u00admo\u00adm\u00e9\u00adtri\u00adcas: Fah\u00adre\u00adnheit, Celsius e Kelvin.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Mas por que 32 \u00b0F para o con\u00adge\u00adla\u00admento da \u00e1gua? Porque, no norte da Europa, o inverno \u00e9 bas\u00adtante rigo\u00adroso e os lagos con\u00adge\u00adlam; ent\u00e3o Fah\u00adre\u00adnheit uti\u00adli\u00adzou uma mistura de gelo, \u00e1gua e sal, com a qual ele marcou o 0 \u00b0F de sua escala, faci\u00adli\u00adtando estudos mete\u00ado\u00adro\u00adl\u00f3\u00adgi\u00adcos. Ele ainda marcou ~30 \u00b0F para a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura da \u00e1gua que come\u00e7a a con\u00adge\u00adlar e 90\u00b0 para a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura da axila ou boca de uma pessoa sau\u00add\u00e1\u00advel. Com essa escala, se a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura de uma pessoa chega aos tr\u00eas d\u00edgitos, ela est\u00e1 com febre. Por incr\u00ed\u00advel que pare\u00e7a, h\u00e1 van\u00adta\u00adgens no uso da Escala Fahrenheit.<\/p>\n\n\n\n

As Escalas de Temperatura Termodin\u00e2mica e o Zero Absoluto<\/h3>\n\n\n\n

E se con\u00adse\u00adgu\u00eds\u00adse\u00admos chegar em um \u201cfrio infinto\u201d? Qual seria o menor valor pos\u00ads\u00ed\u00advel para a tem\u00adpe\u00adra\u00adtura de um corpo? Mais adiante veremos que existe um m\u00ednimo, o \u201czero abso\u00adluto\u201d. Com esse ponto de refe\u00adr\u00ean\u00adcia foram criadas novas escalas, cha\u00adma\u00addas Escalas Abso\u00adlu\u00adtas, cujo Zero \u00e9 o m\u00ednimo, sendo toda a escala posi\u00adtiva. Em 1848, Lord Kelvin<\/a> cal\u00adcu\u00adlou que a Tem\u00adpe\u00adra\u00adtura M\u00ednima seria \u2011273 \u00b0C e prop\u00f4s sua escala baseada em dois prin\u00adc\u00ed\u00adpios: 0 seria o Zero Abso\u00adluto, e incre\u00admen\u00adtos na escala seriam iguais aos da Escala Celsius. Assim surge a chamada \u201cEscala Abso\u00adluta Celsius\u201d, pos\u00adte\u00adri\u00ador\u00admente deno\u00admi\u00adnada Escala Kelvin, uti\u00adli\u00adzada at\u00e9 hoje no Sistema Inter\u00adna\u00adci\u00ado\u00adnal de Uni\u00adda\u00addes, com alguns peque\u00adnos ajustes.<\/p>\n\n\n\n

H\u00e1 um detalhe inte\u00adres\u00adsante que pode passar des\u00adper\u00adce\u00adbido. Como mos\u00adtra\u00admos em nossas publi\u00adca\u00ad\u00e7\u00f5es, os pri\u00admei\u00adros ins\u00adtru\u00admen\u00adtos de medida de tem\u00adpe\u00adra\u00adtura sur\u00adgi\u00adram na Idade Antiga. Da\u00ed at\u00e9 Galileu, pas\u00adsa\u00adram-se 1500 anos, mesmo que talvez tenham ocor\u00adrido outros estudos no Imp\u00e9rio Persa dos quais n\u00e3o temos infor\u00adma\u00ad\u00e7\u00f5es. Do Term\u00f4\u00adme\u00adtro de Medici (1654) at\u00e9 a Escala Kelvin, mais dois s\u00e9culos se pas\u00adsa\u00adram. A ter\u00admo\u00adme\u00adtria \u00e9 um pro\u00adblema muito antigo, mas foi com a Ter\u00admo\u00addi\u00adn\u00e2\u00admica, impul\u00adsi\u00ado\u00adnada pela Revo\u00adlu\u00ad\u00e7\u00e3o Indus\u00adtrial, que grandes avan\u00e7os foram concretizados.<\/p>\n\n\n\n

Maria Eduarda Bell\u00f3 e Gabriel Cury Perrone \/ Equipe AMLEF 2023<\/h5>\n\n\n\n
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Refer\u00eancias:<\/h2>\n\n\n\n