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As escalas Celsius e Fahrenheit são escalas de temperatura diferentes. Se a temperatura de um objeto for medida e expressa em Celsius e, em seguida, quisermos expressá-la em Fahrenheit, convertemos de Celsius para Fahrenheit. Nesta seção, aprenderemos como converter ou realizar conversões de temperatura.

A uma pressão de 1 atm, a temperatura do ponto de gelo para um termômetro Celsius é igual a 0. ^oC, enquanto a escala do termômetro Fahrenheit = 32 ^oF. Por outro lado, a uma pressão de 1 atm, a temperatura do ponto de vapor para um termômetro na escala Celsius é igual a 100 ^oC, enquanto a escala do termômetro Fahrenheit = 212 ^oF. Observe a imagem abaixo!

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Tipos de escalas de termômetro

Para que um termômetro seja usado para medir temperatura, ele precisa ser definido em uma escala. Duas escalas de temperatura comumente usadas são a escala Celsius e a escala Fahrenheit. A escala de temperatura mais comum na Indonésia é a escala Celsius. Outro nome para a escala Celsius é escala centígrada. Centígrado = cem graus. A escala Fahrenheit é frequentemente usada nos Estados Unidos ou em países com invernos rigorosos. Uma escala de temperatura particularmente importante na ciência é a escala absoluta, ou escala Kelvin. A escala Kelvin será discutida posteriormente.

As escalas Celsius e Fahrenheit utilizam os pontos de congelamento e ebulição da água como pontos fixos. O ponto de congelamento de uma substância é a temperatura na qual as fases sólida e líquida estão em equilíbrio térmico . Por outro lado, o ponto de ebulição de uma substância é a temperatura na qual as fases líquida e gasosa estão em equilíbrio térmico. Os pontos de congelamento e ebulição sempre variam com a pressão atmosférica, portanto, a pressão atmosférica deve ser determinada primeiro. Normalmente, utilizamos a pressão padrão, que é de 1 atm (uma atmosfera). Uma atmosfera é uma unidade de pressão atmosférica.

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A calibração de um termômetro é o processo de criar uma escala em um termômetro. Aqui estão alguns passos para calibrar um termômetro . Primeiro , prepare um termômetro de mercúrio ou um termômetro de álcool sem escala. Segundo , prepare gelo suficiente. Terceiro , prepare água suficiente. Quarto , prepare um aquecedor de água que possa ser usado para ferver a água. Quinto , coloque gelo e água em um recipiente (a água e o gelo têm a mesma massa). Em seguida, coloque o termômetro no recipiente com água e gelo.

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Um termômetro é um dispositivo projetado para medir a temperatura . Existem muitos tipos de termômetros, mas todos funcionam com o mesmo princípio. Normalmente, utilizamos materiais termométricos, cujas propriedades se alteram com a temperatura. Se a temperatura de um objeto muda, sua forma e tamanho também mudam. A maioria dos termômetros utiliza materiais que se expandem ou contraem com as mudanças de temperatura.

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Material da Lei Zero da Termodinâmica

Até agora, consideramos apenas o equilíbrio térmico entre dois objetos em contato. Para entender melhor o conceito de equilíbrio térmico, vamos considerar três objetos (vamos chamá-los de objeto A, objeto B e objeto C). Por exemplo, os objetos B e C não estão se tocando, mas o objeto A está em contato com o objeto B e o objeto A está em contato com o objeto C. Observe a imagem abaixo.

Como estão em contato, os objetos A e B estão em equilíbrio térmico, assim como os objetos A e C. Os objetos B e C, que não estão em contato, também estão em equilíbrio térmico?

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Material em equilíbrio térmico

Você já experimentou chá gelado? O chá gelado é feito misturando água quente (chá) com gelo. Depois de mexer ou deixar em repouso por alguns segundos ou minutos, a mistura de água quente e gelo se transforma em chá gelado. A água quente tem uma temperatura mais alta, enquanto o gelo tem uma temperatura mais baixa. Quando a água quente é misturada com gelo em um recipiente como um copo, parte do calor da água quente é transferida para o gelo, fazendo com que a temperatura do chá gelado seja mais baixa que a da água quente e mais alta que a do gelo.

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Como você se sente ao usar roupas pretas em um dia quente ou ao se exercitar durante o dia? Compare com a sensação de usar roupas brancas. Se você usar roupas pretas durante o dia, sentirá calor com mais facilidade. Por quê? A distância entre o Sol e a Terra pela manhã é quase a mesma que ao meio-dia e à noite. Então, por que a manhã e a noite são mais frescas, e a tarde mais quente? A resposta para essas perguntas está relacionada à transferência de calor por radiação.

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Se você se sentar em uma cadeira de madeira, a superfície dela ficará quente. Por outro lado, se você se sentar em uma cadeira de plástico ou metal, a superfície não ficará quente depois de você se sentar nela. Por que a superfície de uma cadeira de madeira fica quente, enquanto a de uma cadeira de metal não? Por que dormir no chão frio sem colchão pode causar dor? Você já usou um casaco frio? Por que a maioria dos casacos frios é feita de lã? Ainda há muitas coisas para se pensar e perguntar relacionadas ao tema da transferência de calor por condução.

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Você já esteve em uma praia em um dia ensolarado? Em dias ensolarados, sempre há vento soprando do mar para a terra na praia. Por que sempre há vento na praia e por que ocorre uma brisa marítima (vento soprando do mar para a terra) durante o dia, enquanto ocorre uma brisa terrestre (vento soprando da terra para o mar) à noite? Por que as nuvens descem pelas encostas das montanhas durante a estação chuvosa? Por que o vento parece frio? As respostas a essas perguntas estão relacionadas ao calor específico da terra e do mar, à dilatação térmica, à densidade e à transferência de calor por convecção . Ao compreender bem esse tópico, você poderá responder às perguntas acima e a outras que possam surgir posteriormente.

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Existem três tipos de transferência de calor , incluindo a transferência de calor por condução, convecção e radiação.

Transferência de calor por condução. Quando um objeto de alta temperatura entra em contato com um objeto de baixa temperatura, a energia se move do objeto de alta temperatura para o objeto de baixa temperatura. A energia adicional faz com que os átomos e moléculas que compõem o objeto se movam mais rapidamente. À medida que se movem, as moléculas possuem energia cinética (EK = ½ mv² ⁾ . As moléculas que se movem mais rapidamente (com maior energia cinética) colidem com as moléculas próximas a elas. Essas moléculas, por sua vez, colidem com outras moléculas próximas a elas. E assim por diante. Portanto, as moléculas colidem umas com as outras, transferindo energia. A transferência de calor que ocorre por meio de colisões entre as moléculas que compõem um objeto é chamada de condução. A condução geralmente ocorre em sólidos ou de sólidos para líquidos (líquidos para sólidos) ou de sólidos para gases (gases para sólidos).

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