Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – Campus Osório
Escala kelvin, Rankine, e outras.
Horrana da Silva Andreoli
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Administração - Tarde
Introdução:
Algumas pessoas já se perguntaram, por que quando estamos assistindo uma corrida de
fórmula Indy, ouvimos dizer, está muito calor, a temperatura é de 95oF, muitos ficam pensando
como isso é possível?
Mas as pessoas não percebem que a escala de medida da temperatura se diferencia, podendo
ser diferente em cada país ou região. A escala kelvin é utilizada para medir a temperatura absoluta
de um objeto, mas existem várias escalas absolutas como a Rankine, sendo a escala Kelvin, no caso
o zero absoluto. O zero absoluto, ou zero Kelvin (0 K), corresponde à temperatura de -273,15 °C ou
-459.67 °F, 0 °Ra ou -218,52 °Ré.
Escala kelvin, o que é?
É uma escala usada universalmente. É uma unidade de base do Sistema Internacional de
Unidade(SI) para a grandeza temperatura termodinâmica O kelvin é a fração 1/273,16 da
temperatura termodinâmica ponto triplo da água. É uma das sete unidades de base do SI, muito
utilizada na química e física. É utilizado para medir a temperatura absoluta de um objeto, com zero
absoluto sendo 0 K.
Esta escala absoluta está relacionada à energia cinética de translação das moléculas de um
certo elemento, quando a energia cinética de translação deste elemento for zero, um termômetro de
escala absoluta estará indicando zero.
Quando a temperatura do gelo estiver a 0 grau na escala Celsius, estará marcando 273,15 na
escala Kelvins, quando estiver marcando 0 na escala kelvin estará a -273,15 graus na escala Celsius.
Este é o ponte de fusão, repare que ele se diferencia nas três escalas: Celsius (0°C),
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Fahrenheit (32°F) e Kelvin (273K).
Observe que o mesmo ocorre com o ponto de ebulição: Celsius (100°C), Fahrenheit (212°F)
e Kelvin (373K)
Para converter escala Kelvin para Celsius, utiliza-se a seguinte formula:
Tk = Tc + 273,15K
Tc = Tk − 273,15
Por que escala Kelvin?
Este nome se deve ao fato de que foi criado por William Thomson Kelvin, o Lord Kelvin como é
mais conhecido, ele foi um grande físico-matemático e engenheiro britânico, nascido na Irlanda. Foi
considerado um dos grandes líderes nas ciências físicas do século XIX. Ele também fez grandes
contribuições na análise matemática da eletricidade e termodinâmica. E também fez muito para
unificar as disciplinas emergentes da física em sua forma moderna.
Como já sabemos a escala Kelvin não é a única que chega ao zero absoluto, apenas a mais
conhecida. Existe também a escala Rankine.
Escala Rankine.
A escala Rankine é uma escala de temperatura assim chamada em homenagem
ao engenheiro e físico escocês William John Macquorn Rankine, que a propôs em 1859. Como a
escala kelvin, o 0R (Rankine) é ozero absoluto, mas as variações em graus Fahrenheit são
utilizadas. Assim, a variação de um grau R equivale a variação de um grau F. Convertendo-se, por
exemplo, 0R vale -459,67 °F.
A figura abaixo demonstra as diferenças entre estas escalas e as variações dos graus.
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A imagem acima foi retirada da seguinte fonte:
http://www.apice.coop.br/fisicanet/Complementos/EscalaRankine.htm
Graus Celsius.
É uma escala de temperatura que possui dois pontos importantes, o de congelação da água
(corresponde a zero graus) e o de ebulição (corresponde ao valor de 100 graus).
Seu primeiro nome foi centígrado, até hoje é chamado assim por muitas pessoas, pois existem cem
graduações entre esses dois pontos de referência, porém foi modificado para Celsius em 1948
durante uma conferência. Anders Celsius foi um astrônomo sueco, mais conhecido pela criação da
escala Celsius, também escreveu uma coleção de 316 observações da Aurora Boreal feitas por ele
durante muitos anos (1716 – 1732).
Como Celsius chegou a esta escala?
O astrônomo sueco Anders Celsius (1701–1744) criou uma versão "invertida" da versão moderna
da escala de temperatura Celsius onde o zero representava o ponto de ebulição da água e o cem
representava o ponto de fusão. Na sua publicação Observations of two persistent degrees on a
thermometer ele contava como nas suas observações experimentais o ponto de fusão do gelo não
era afetado de forma eficaz pela pressão; também determinou com grande precisão como o ponto de
ebulição da água variava em função da pressão atmosférica. Celsius propôs que o zero na sua escala
de temperatura (ponto de ebulição da água) devia ser calibrado à pressão atmosférica ao nível do
mar. Esta pressão é conhecida como a pressão de 1 atm. Atualmente, o ponto de fusão equivale ao
zero e o ponto de ebulição, à pressão de 1 atm. equivale a 100 unidades.
Graus Fahrenheit.
Também é uma escala de temperatura, mais utilizada em países que foram colonizados pelos
britânicos mas seu uso atualmente se restringe a poucos países de língua inglesa como os Estados
Unidos e Belize.
Nesta escala o ponto de fusão da água é de 32 °F e o ponto de ebulição de 212 °F. Uma diferença de
1,8 grau Fahrenheit equivale à de 1 °C.
Esta escala foi criada por Daniel Gabriel Fahrenheit, daí vem seu nome, foi um físico alemão,
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construiu aerômetros e deu forma definitiva ao termômetro de álcool e depois ao de mercúrio.
Quando Fahrenheit construiu seu primeiro termômetro, ele usou álcool. Depois ele passou a usar
mercúrio, obtendo melhores resultados. Após examinar todos os termômetros, barômetros,
higrômetros e aerômetros a que teve acesso, decidiu aperfeiçoar as técnicas de fabricação desses
instrumentos, com o objetivo de obter leituras mais precisas.
Graus Réaumur.
É uma escala de temperatura menos conhecida porém ainda utilizada, possui também dois pontos
fixos, o de congelamento da água (zero) eu de ebulição (80 graus), assim, a unidade desta escala, o
grau Réaumur, vale 4/5 de 1 grau Celsius e tem o mesmo zero que o grau Celsius. Seu inventor foi
um físico francês chamado René-Antoinne Ferchauut de Réaumur, que se interessava por assuntos
variados como a metalurgia, a temperatura, a porcelana, e entomologia, e também foi o criador de
um termômetro a álcool e apresentou uma escala termométrica para estes tipos de termômetros, que
fez muito sucesso na Europa Ocidental.
Imagem que compara a escala Kelvin, a escala dos graus Celsius e graus Fahrenheit.
Imagem retirada desta fonte:http://www.brasilescola.com/quimica/as-escalas-termometricas.htm
Considerações Finais.
O nome que se ao estudos das escalas de temperatura , as causas e as mudanças na temperaturas,
pressão e volume é termodinâmica um ramo da física da busca este estudo.Em essência, a
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Termodinâmica estuda o movimento da energia e como a energia cria movimento, e surgiu a partir
da busca pela eficiência das máquinas de vapor, sendo no início apenas uma ciência experimental.
Este é um dos conceitos mais importantes das escalas de temperatura.
Referências Bibliográficas:
http://physicsact.wordpress.com/2008/07/24/escalas-termometricas-celsius-fahrenheit-e-kelvin/
http://www.brasilescola.com/quimica/as-escalas-termometricas.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Rankine
http://pt.wikipedia.org/wiki/William_Thomson
http://www.infopedia.pt/$escala-kelvin
http://pt.wikipedia.org/wiki/Zero_absoluto
http://pt.wikipedia.org/wiki/Kelvin
http://pt.wikipedia.org/wiki/Escala_absoluta_de_temperatura
http://educar.sc.usp.br/ciencias/quimica/qm1.htm
http://pt.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A2mica