Conversão de unidades: Kelvin, Celsius e Fahrenheit

Como existem várias escalas termométricas, freqüentemente necessitamos transformar a indicação numérica de uma escala em outra. Em provas de vestibular, este tipo de questão é bastante frequente. Para obtermos a relação entre uma escala e outra, devemos estabelecer a proporção entre os segmentos obtidos com a leitura da temperatura de um corpo com dois termômetros. Por exemplo, ao medirmos a temperatura de um corpo com três termômetros, um graduado na escala Celsius, outro na escala Fahrenheit e um terceiro na escala Kelvin, obtemos os segmentos a e b (figura a seguir) da coluna de mercúrio que corresponde ao mesmo estado térmico e não dependem da unidade em que foram medidos.

Portanto:

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Entre as escalas Celsius e Fahrenheit, podemos simplificar para:

Esta relação recebe o nome de equação termométrica, e, dessa forma, podemos estabelecer equações de conversão entre quaisquer escalas termométricas, sejam elas relativas, arbitrárias ou mesmo absolutas.

Observe, através da equação termométrica de conversão entre as escalas Celsius e Fahrenheit, que as equações termométricas são funções do primeiro grau, e, se as representarmos em um diagrama, obteremos uma reta, conforme figura abaixo.

1. Variação de Temperatura
Considere que a temperatura de um corpo varie de um valor inicial T₁ para um valor final T₂, num dado intervalo de tempo. A variação de temperatura T é dada pela diferença entre o final T₂ e o valor inicial T₁:

Por exemplo, relacionando as variações de temperatura nas três escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin temos:

• o segmento a, que corresponde à variação de temperatura ocorrida nas três escalas, e o segmento b, que corresponde ao intervalo de temperatura entre os pontos de vapor e de gelo, também nas suas escalas. Como eles não dependem da unidade em que foram medidos, podemos estabelecer a proporção:

Simplificando: