Conceito de Temperatura

Do que depende a velocidade das moléculas em um gás?

A hipótese de que as moléculas de um gás estão em constante movimento aleatório permite algumas considerações sobre suas velocidades.Os estudos realizados indicam que esse movimento depende exclusivamente da temperatura do gás e, por esse motivo,é denominado movimento térmico desordenado. Á temperatura ambiente,por exemplo, a velocidade média das moléculas de um gás e da ordem de 500 m/s.

Quando a temperatura de um gás aumenta, em média a velocidade de suas moléculas também aumenta.A temperatura, a velocidade e a energia cinética média das moléculas são conceitos intimamente relacionados (1800 km/h).

A temperatura de um gás é uma medida relacionada com a intensidade da agitação(movimento desordenado)das moléculas que o constituem.

Moléculas muito agitadas - temperatura alta 

Molécula pouco agitadas - temperatura baixa

Willian Thomson ( lorde Kelvin ), matemático e físico escocês (1824 - 1907 ),considerou que a energia de movimento das moléculas dos gases atingiria um valor mínimo.Ele chamou a temperatura relacionada a esse estado de zero absoluto e ainda propôs uma escala de temperatura com início nessa medida.Essa escala passou a ser chamada de escala absoluta ou escala kelvin.

Figura: O que levou o guarda a multar os carros?Que sugestão você daria para desfazer essa situação?

As diferentes escalas de temperatura
A elaboração de uma escala de temperatura é feita por meio de uma escolha arbitrária de dois valores como parâmetros, que pode corresponder a fenômenos físicos conhecidos:a fusão da água (gelo) e a ebulição da água numa pressão determinada,por exemplo.
Andes Celsius, astrônomo sueco que viveu entre 1701 e 1744,propôs uma escala de temperatura,que ficou conhecida como escala Celsius e hoje é adotada internacionalmente.Ele adotou o valor zero para a temperatura de fusão da água e o valor 100 para a temperatura de ebulição da água,ambas no nível do mar.Dividiu o intervalo entre as duas situações em cem partes iguais:os graus (por essa razão,essa escala também  pode se chamada de centígrada).Desse modo,a fusão do gelo foi associada á temperatura 0ºC ( lê - se zero grau Celsius)e a ebulição da água, 100 ºC ( cem graus Celsius ),quando a pressão atmosférica vale 1 atm ( ao nível do mar).

Termômetro clínico graduado na escala Celsius.

Alguns valores aproximados de temperatura

Exemplo	Temperatura
Interior do freezer	-17 ºC
Interior do refrigerador	Entre 4 ºC e 7 ºC
Corpo humano	36,5 ºC
64 km abaixo da superfície da Terra	1800ºC
Filamento de uma lâmpada	2 500ºC
Ar pelo qual passou um raio	15 000ºC
Bomba atômica	500 000ºC
Interior do Sol	10 000 000ºC
Bomba de hidrogênio	100000000 ºC

Comparação entre as escalas Celsius e Kelvin.
Observe que uma temperatura em Kelvin não se utiliza a palavra "graus" como em graus Celsius e graus Fahrenheit.

Se compararmos dois termômetros,um na escala Kelvin e outro na escala Celsius,poderemos verificar a correspondência entre os valores em cada uma das escalas da figura.Observe que cada valor de temperatura na escala Kelvin corresponde a um valor na escala Celsius adicionado de 273 ou seja,

 em que T é a temperatura em Kelvin e Tc, em graus Celsius .

Outra escalas de temperaturas foram sugeridas,dentre as quais destaca - se a do físico germano - Holandês Gabriel Daniel Fahrenheit (1686 - 1736),adotada até hoje nos países de Língua inglesa.Nessa escala, o valor 32 corresponde à temperatura de fusão do gelo e o valor 212,à ebulição da água ao nível do mar.assim, o intervalo entre esses dois pontos tem 180 divisões,cada uma equivalendo a um grau Fahrenheit ( 1 ºF  ) .

Comparando - se os valores de temperatura da fusão do gelo e da ebulição da água nas escalas Celsius e Fahrenheit ,constatamos que a variação de um grau na primeira escala corresponde á variação de 1,8 grau na segunda.Como o valor 0ºC corresponde ao valor 32 ºF,podemos converter graus Celsius em graus Fahrenheit usando a seguinte expressão:

em que T_{f é a temperatura em graus Fahrenheit e} T_{c a temperatura em graus Celsius.}