Temperatura, Equilíbrio Térmico e Escalas Termométricas

A temperatura é uma grandeza física fundamental que mede o grau de agitação das moléculas de um corpo. Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato, ocorre transferência de energia térmica até que ambos atinjam o equilíbrio térmico. As escalas termométricas permitem quantificar a temperatura de forma padronizada. Neste artigo, você vai aprender os conceitos básicos de temperatura, equilíbrio térmico e as principais escalas utilizadas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin.

O que é temperatura?

Temperatura é uma medida da energia cinética média das partículas de um sistema. Quanto maior a agitação molecular, maior a temperatura. No dia a dia, usamos termômetros para medir a temperatura, que se baseiam em propriedades termométricas, como a dilatação de um líquido (mercúrio ou álcool) ou a resistência elétrica de um metal (termopar).

Equilíbrio térmico

Quando dois corpos com temperaturas diferentes são colocados em contato térmico, a energia térmica flui do corpo mais quente para o mais frio até que ambos atinjam a mesma temperatura. Esse estado é chamado de equilíbrio térmico. A Lei Zero da Termodinâmica estabelece que, se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles também estão em equilíbrio entre si, o que permite o uso de termômetros para medição de temperatura.

Escalas termométricas

As principais escalas de temperatura são:

• Escala Celsius (°C): criada por Anders Celsius, adota 0 °C para o ponto de gelo (fusão da água) e 100 °C para o ponto de vapor (ebulição da água) ao nível do mar, dividindo o intervalo em 100 partes iguais.
• Escala Fahrenheit (°F): desenvolvida por Daniel Fahrenheit, define 32 °F para o ponto de gelo e 212 °F para o ponto de vapor da água, com 180 intervalos.
• Escala Kelvin (K): escala absoluta proposta por William Thomson (Lord Kelvin), onde 0 K corresponde ao zero absoluto, a menor temperatura possível (−273,15 °C). Varia em kelvins, com a mesma magnitude do grau Celsius (1 K = 1 °C). O ponto de gelo é 273,15 K e o ponto de vapor 373,15 K.

As conversões entre as escalas são feitas por fórmulas: de Celsius para Kelvin: K = °C + 273,15; de Celsius para Fahrenheit: °F = °C × 1,8 + 32; de Kelvin para Fahrenheit: °F = (K − 273,15) × 1,8 + 32, entre outras.

Compreender esses conceitos é fundamental para o estudo da Termologia, um dos pilares da Física. Se você quer se aprofundar, confira nosso Material de Apoio sobre Termologia ou acesse o material de apoio completo do Física Curiosa.