Conteúdos

Este roteiro de estudos de física e química apresenta um caminho, introdutório e simples, para compreender quais são as escalas termométricas mais utilizadas no mundo atualmente, a dizer: escala Celsius, escala Fahrenheit e escala Kelvin. Desenvolve a habilidade de converter a temperatura de uma dada escala para outra. Além disso, o material conta com sugestões de vídeos (possibilitando uma ampliação e aprofundamento em determinados tópicos) e exercícios resolvidos.

● Temperatura;
● Escalas termométricas; e
● Relação entre as escalas termométricas.

Objetivos

● Compreender o que é a grandeza física temperatura;
● Conhecer quais são as principais escalas termométricas utilizadas atualmente;
● Conhecer as principais características das escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin; e
● Aprender a converter um valor de temperatura de uma dada escala para outra.

Estude também:

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Palavras-chave:

Temperatura. Escalas termométricas. Escala Celsius. Escala Fahrenheit. Escala Kelvin.

Proposta de trabalho:

O objetivo deste roteiro é auxiliar nos estudos em casa ou em outro ambiente. Nesse sentido, apresenta um percurso com textos-base e algumas propostas de atividades, e, no final, há outros textos e vídeos que podem ajudar a compreender melhor o tema em questão.
Não é necessário fazer todas as etapas, ler todos os textos, ou assistir todos os vídeos, mas as questões norteadoras, bem como as subquestões que advêm delas, ajudam na captação do conteúdo inteiro e dos principais conceitos.

Leia os textos propostos, sempre buscando as respostas para cada uma das perguntas. Se aparecerem mais dúvidas ao longo da leitura, aproveite para fazer anotações em seu caderno e aumentar sua pesquisa. Após as leituras de cada um dos textos, escreva um parágrafo resumindo seu aprendizado.

1ª Etapa: Temperatura

Pergunta norteadora: O que é temperatura?

O que é temperatura? – Brasil Escola
JÚNIOR, Joab Silas da Silva. “O que é temperatura?”; Brasil Escola
Acesso em 25 de agosto de 2021.

A partir da leitura do texto acima, responda às seguintes perguntas:

1- A temperatura é uma grandeza física vetorial ou escalar?
2- Como podemos definir temperatura?
3- Existe um limite mínimo de temperatura?
4- Como medimos temperatura?

Para saber mais, assista:

Temperatura – Brasil Escola
Acesso em: 21 de setembro de 2021.

Gabarito da 1ª etapa:

1- Temperatura é uma grandeza física escalar, ou seja, pode ser totalmente caracterizada apenas pelo seu valor numérico.
2- Temperatura de um corpo é a medida do grau de agitação das moléculas que o compõem. Quanto maior o grau de agitação das moléculas de um corpo, maior a sua temperatura. E quanto menor o grau de agitação das moléculas de um corpo, menor a sua temperatura.
3- Sim. Esse limite mínimo de temperatura é conhecido como zero absoluto.
4- Utilizando termômetros, que são construídos em determinadas escalas termométricas. Faz-se uso do comportamento de contração e dilatação dos corpos, quando sofrem variação de temperatura. O termômetro de mercúrio é um exemplo de como se mede a temperatura de um determinado corpo.

2ª Etapa: Escalas termométricas

Pergunta norteadora: O que são as escalas termométricas?

Escalas termométricas – Brasil Escola
DIAS, Diogo Lopes. “Escalas termométricas”; Brasil Escola
Acesso em 25 de agosto de 2021.

A partir da leitura do texto acima, responda às seguintes perguntas:

1- Quais são as três principais escalas termométricas utilizadas atualmente?
2- Quais são as duas escalas termométricas centígradas?
3- Em países de língua inglesa, tais como a Inglaterra e os EUA, qual é a escala termométrica utilizada?
4- Qual escala termométrica é adotada pelo Sistema Internacional (SI)?

Para saber mais, assista:

Termologia 03 – Termômetros e escalas termométricas – Física com Ueslei Reis
Acesso em: 21 de setembro de 2021.

Gabarito da 2ª etapa:

1- Atualmente, as escalas termométricas mais utilizadas em todo o mundo são: escala Celsius, escala Fahrenheit, e a escala Kelvin.
2- A escala Celsius e a escala Kelvin são centígradas, ou seja, possuem 100 intervalos entre o ponto de fusão e o ponto de ebulição da água.
3- Nesses países, utiliza-se a escala Fahrenheit.
4- No Sistema Internacional (SI), a grandeza física temperatura é sempre expressa em Kelvin. A escala Kelvin é também conhecida como escala absoluta, sendo a mais utilizada em trabalhos científicos.

3ª Etapa: Relação entre as escalas termométricas

escalas termométricas
Escalas termométricas – Toda Matéria (crédito: reprodução)

Matematicamente, a relação para converter a temperatura de um corpo em uma dada escala termométrica para outra é:

Pergunta norteadora: Como converter temperatura em uma escala termométrica para outra escala?

Conversão entre escalas termométricas – Brasil Escola
JÚNIOR, Joab Silas da Silva. “Conversão entre escalas termométricas”; Brasil Escola.
Acesso em 25 de agosto de 2021.

A partir da leitura do texto acima, responda às seguintes perguntas:

1- Na escala Celsius, quais são os valores atribuídos para o ponto de fusão e para o ponto de ebulição da água?
2- Na escala Fahrenheit, quais são os valores atribuídos para o ponto de fusão e para o ponto de ebulição da água?
3- Na escala Kelvin, quais são os valores atribuídos para o ponto de fusão e para o ponto de ebulição da água?

Para saber mais, assista:

Escalas Termométricas – Dica ENEM – Kennedy Ramos
Acesso em: 21 de setembro de 2021.

Gabarito da 3ª etapa:

1- Ponto de fusão da água na Escala Celsius → 0 ℃
Ponto de ebulição da água na Escala Celsius → 100 ℃

2- Ponto de fusão da água na Escala Fahrenheit → 32 ℉
Ponto de ebulição da água na Escala Fahrenheit → 212 ℉

3- Ponto de fusão da água na Escala Kelvin → 273 K
Ponto de ebulição da água na Escala Kelvin → 373 K

4ª Etapa: Cheque seus conhecimentos

Abaixo, alguns exemplos de questões sobre o tema estudado:

1) (EsPECx – 2013) Um termômetro digital, localizado em uma praça na Inglaterra, marca a temperatura de 10,4 ℉. Essa temperatura, na escala Celsius, corresponde a
a) – 5 ℃
b) – 10 ℃
c) – 12 ℃
d) – 27 ℃
e) – 39 ℃

Resposta: alternativa C.

Resolução:

Para converter da escala Fahrenheit para a escala Celsius, usaremos a seguinte relação:

Substituindo T_F pelo valor da temperatura do termômetro, temos:

Portanto, a temperatura, na escala Celsius, corresponde a – 12 ℃.

(Disponível em: https://www.todamateria.com.br/escalas-termometricas-exercicios/. Acesso em: 25 de agosto de 2021).

2) (Aprendiz de Marinheiro – 2018) Três termômetros de mercúrio são colocados num mesmo líquido e, atingido o equilíbrio térmico, o graduado na escala Celsius registra 45 ℃. Os termômetros graduados nas escalas Kelvin e Fahrenheit, respectivamente, devem registrar que valores?
a) 218 K e 113 ℉
b) 318 K e 113 ℉
c) 318 K e 223 ℉
d) 588 K e 313 ℉
e) 628 K e 423 ℉

Resposta: alternativa B.

Resolução:

Para transformar a temperatura na escala Celsius para a escala Kelvin, usaremos a seguinte relação:

Portanto, os termômetros registram, respectivamente, os valores 318 K e 113 ℉.

(Disponível em: Toda Matéria. Acesso em: 25 de agosto de 2021).

3) Na tabela a seguir, temos os valores das temperaturas dos pontos de fusão e de ebulição do oxigênio, do fenol e do pentano. Quais seriam esses valores na escala kelvin?

Resolução:
Para transformar uma temperatura que está na escala de graus Celsius para a escala Kelvin, basta somar o valor em graus Celsius com 273 ou com 273,15 (que é o mais exato), visto que 0 ℃ corresponde a 273,15 k:

(Disponível em: Brasil Escola. Acesso em: 25 de agosto de 2021).

4) Maria usou um livro de receitas para fazer um bolo de fubá. Mas, ao fazer a tradução do livro do inglês para o português, a temperatura permaneceu em Fahrenheit (℉). A receita disse que o bolo deve ser levado ao forno a 392 ℉ e permanecer nessa temperatura por 30 minutos. Qual é a temperatura em graus Celsius que Maria deve deixar o forno para não errar a receita?

Resolução:
Para resolver essa questão, podemos usar a seguinte expressão:

(Disponível em: Brasil Escola. Acesso em: 25 de agosto de 2021).

Roteiro de estudos elaborado pelo professor Elves Silva Moreira
Coordenação pedagógica: prof.ª Dr.ª Aline Bitencourt Monge

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