Temperatura (Física): Definição, Fórmula e Exemplos

Você já deve ter uma sensação intuitiva de que a temperatura é uma medida da “frieza” ou “calor” de um objeto. Muitas pessoas estão obcecadas em verificar a previsão para saber qual será a temperatura durante o dia. Mas o que a temperatura realmente significa na física?

Definição de Temperatura

A temperatura é uma medida da energia cinética média por molécula de uma substância. É diferente do calor, embora as duas quantidades estejam intimamente relacionadas. O calor é a energia transferida entre dois objetos em temperaturas diferentes.

Qualquer substância física à qual você possa atribuir a propriedade da temperatura é feita de átomos e moléculas.
Esses átomos e moléculas não ficam parados, mesmo em um sólido.

Eles estão constantemente se movendo e balançando, mas o movimento acontece em uma escala tão pequena que você não consegue ver.

Como você provavelmente se lembra de seu estudo de mecânica, objetos em movimento têm uma forma de energia chamada energia cinética, que está associada tanto à sua massa quanto à velocidade com que se movem. 

Portanto, quando a temperatura é descrita como energia cinética média por molécula, é a energia associada a esse movimento molecular que está sendo descrito.

Escalas de Temperaturas

Existem muitas escalas diferentes pelas quais você pode medir a temperatura, mas as mais comuns são Fahrenheit, Celsius e Kelvin. 

A escala Fahrenheit é o que aqueles que vivem nos Estados Unidos e em alguns outros países estão mais familiarizados. Nessa escala, a água congela a 32 graus Fahrenheit e a temperatura da água fervente é 212 °F. 

A escala Celsius (às vezes também chamada de centígrados) é usada na maioria dos outros países do mundo. Nesta escala, o ponto de congelamento da água está a 0 °C e o ponto de ebulição da água está a 100 °C. 

A escala Kelvin, em homenagem a Lord Kelvin, é o padrão científico. O zero nesta escala está no zero absoluto, que é onde todo o movimento molecular pára. É considerada uma escala de temperatura absoluta.

Conversão entre Escalas de Temperaturas

Para converter de Celsius para Fahrenheit, use a seguinte relação:

\( T_F =1,8.T_C + 32 \)
Onde TF é a temperatura em Fahrenheit e TC é a temperatura em Celsius. Por exemplo, 20 graus Celsius é equivalente a:
\( T_F =1,8.20 + 32 = 68\) graus Fahrenheit.

Para converter na outra direção, de Fahrenheit para Celsius, use o seguinte:

$$T_C = \frac{T_F-32}{1,8}$$

Para converter de Celsius para Kelvin, a fórmula é ainda mais simples porque o tamanho do incremento é o mesmo e eles apenas têm valores iniciais diferentes:

\( T_K = T_C + 273,15 \)

Bônus

Em muitas expressões em termodinâmica, a quantidade importante é ΔT (a mudança na temperatura) em oposição à própria temperatura absoluta. Como o grau Celsius tem o mesmo tamanho de um incremento na escala Kelvin, ΔTK = ΔTC , o que significa que essas unidades podem ser usadas de forma intercambiável nesses casos. No entanto, sempre que uma temperatura absoluta for necessária, ela deve estar em Kelvin.

Bom, espero que você tenha aprendido algo com este post, se tiver alguma dúvida, me chama no direct do Instagram. Ah, separei 9 passos pra você conseguir resolver (a maioria dos) exercício de física.

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