menu_topo

Fale com o professor Lista geral do site Página inicial Envie a um amigo Autor

Conversões de Temperatura
Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Réaumur e Rankine

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Objetivo
Nessa página teceremos comentários sobre as escalas Celsius, Fahrenheit, Réaumur, Kelvin e Rankine. As três primeiras são ditas 'escalas relativas' e as duas finais 'escalas absolutas'. As escalas ditas 'relativas' são aquelas definidas a partir de dois estados térmicos arbitrários (dois estados térmicos de fácil reprodução, ditos 'pontos fixos') e as ditas 'absolutas' a partir de um estado térmico único (o zero absoluto de temperatura) e um intervalo unitário de temperatura, arbitrário.
Comentaremos as expressões matemáticas de conversão de escalas e seu uso. Finalizamos com um programa para 'calculo automático' de conversão de leituras de temperaturas, entre escalas.

As escalas mais comuns para a maioria dos trabalhos que envolvem temperatura são Celsius (maior incidência) e Fahrenheit (menor incidência), enquanto que as escalas Kelvin (maior incidência), Réaumur, e Rankine são usados para aplicações científicas especializadas. A escala oficial, indicada pelo Sistema Internacional de Unidades, é a Kelvin.

Celsius e Fahrenheit

Exemplo de uso: Assuma que você tem uma temperatura de 98,6 ºF e quer converter essa leitura para a escala Celsius. Usando da segunda expressão acima, você deve primeiro subtrair 32 da leitura Fahrenheit dada e irá obter 66,6. A seguir, multiplique esses 66,6 por 5, adquirindo o novo valor 333. Para finalizar o cálculo, divida esse valor por 9 obtendo 37. Eis a conversão: 98,6 ºF = 37 ºC.

Inversamente, assuma que você tem uma temperatura de 37 ºC e quer converter para a escala Fahrenheit. Usando da terceira expressão acima, primeiro deve primeiro multiplicar o valor dado por 9 e irá obter 333. A seguir, divida esse valor encontrado por 5, obtendo 66,6. Para finalizar, adicione esse último valor com 32 para obter a soma 98,6. Eis a conversão inversa: 37 ºC = 98,6 ºF.

Como exercício, experimente converter 100 ºC para a escala Fahrenheit.

Um truque de Matemática
Há uma técnica de conversão bem mais rápida que consiste em: dada uma temperatura (C ou F, não importa) adicione o valor 40. Feito isso, multiplique esse resultado por 5/9 (se a incógnita for C) ou por 9/5 (se a incógnita for F). Para terminar, subtraia desse último valor encontrado os 40 iniciais. Pronto!

Exemplos:
assuma C = 37,
então:  37+40 = 77 ; 77.9/5 = 138,6 ;  138,6 - 40 = 98,6 ==>37 ºC = 98,6 ºF
 

assuma F = 98,6 ,
então:  98,6+40 = 138,6 ; 138,6.5/9 = 77 ; 77-40 = 37 ==> 98,6 ºF = 37 ºC
 

assuma C = -40 ,
então:  -40+40 = 0 ; 0.9/5 = 0 ; 0 - 40 = -40 ==> -40 ºC = -40 ºF
 

assuma F = 32 ,
então:  32+40 = 72 ; 72.5/9 = 40 ; 40 - 40 = 0  ==> 32 ºF = 0 ºC

Em resumo, acrescente 40, (ao dado F ou C); multiplique pela fração 5/9 (se o dado for F) ou 9/5 (se o dado for C); subtraia 40.

A escala de temperatura Celsius era, antigamente (até 1948!), denominada de 'centígrada', porque o intervalo entre os pontos fixos foi dividido em 100 graus. Tal escala foi introduzida pelo astrônomo sueco Anders Celsius (1701 - 1744), para propósitos científicos. É uma escala relativa e, portanto, com dois pontos fixos (arbitrários); ponto de fusão do gelo sob pressão normal (ao qual foi associado a leitura 0) e ponto do vapor d'água em ebulição sob pressão normal (ao qual foi associado a leitura 100) É a escala mais usada, mundialmente.

Na escala de Fahrenheit, usada principalmente nos Estados Unidos, ao ponto de fusão do gelo foi associado a leitura 32 e ao ponto de ebulição da água a leitura 212, ambos à pressão normal. O 'zero graus' na escala de Fahrenheit ficou associado à temperatura mais baixa que o cientista Gabriel Daniel Fahrenheit, nascido alemão, pode criar com uma mistura de gelo e sal ordinário. A ele é creditada a invenção do termômetro de mercúrio; introduziu sua escala em 1714, na Holanda, onde morou praticamente toda sua vida. Seu termômetro foi baseado, segundo documentos, em projetos de Galileu.

Os cientistas em geral utilizam-se de uma terceira escala para indicarem suas medidas de temperatura, denominada Escala Absoluta ou Escala Kelvin. Essa escala foi inventada por William Thomson (Lord Kelvin), notável cientista britânico que apresentou importantes trabalhos relacionados ao calor, nos anos de 1800. Os cientistas haviam determinado que o estado térmico 'mais frio' que se poderia chegar (teoricamente) é aquele ao qual se associa temperatura de - 273,16 ºC. Essa temperatura nunca foi, de fato, alcançada, entretanto os cientistas já chegaram bem próximo dela. Ao valor "- 273,16 ºC" atribui-se o nome de "zero absoluto de temperatura". Acreditam, tais cientistas, que todo movimento molecular se extinguiria nessa temperatura; e que não pode existir algo 'mais frio' do que isso.
A Escala Kelvin utiliza o 'zero absoluto de temperatura' como o "zero" da escala. Assim, nessa escla, não pode existir leituras negativas de temperatura; todas elas estarão "acima de zero". Nessa escala, não se utiliza da palavra 'graus'. Para a conversão (prática) de uma temperatura absoluta Kelvin, para a escala relativa Celsius, basta lembrar, portanto, que  0 K = - 273 ºC.
Logo, T K = (T - 273) ºC e, vice-versa, t ºC = (t + 273) K. Como exemplo: Se t = 20 ºC, então, 20 ºC = (20 + 273) K = 293 K.

Falemos agora de um escala já um tanto absoleta que foi utilizada em cálculos específicos e medidas. Trata-se da escala Réaumur, criada por R.A.F. de Réaumur (1683 - 1757), um cientista francês. Hoje, tal escala é usada mais como 'exercício' em sala de aula do que propriamente na ciência. O senhor de Réaumur não conhecia nada sobre os trabalhos de Fahrenheit e nem usou do mercúrio, mas produziu um termômetro que funcionava bem. Ele usou como pontos fixos de sua escala relativa os mesmos pontos fixos da escala Celsius, porém associou as leituras 0 e 80 em lugar de 0  e 100 como o fez Celsius.

Para finalizar, falemos de outra escala absoluta, proposta pelo engenheiro escocês W. J. M. Rankine (1820 - 1872). Sua escala é idêntica à de Kelvin no que diz respeito ao zero absoluto, o que se modifica é apenas a extensão da divisão da escala; Kelvin utiliza a variação Célsius e Rankine utiliza a variação Fahrenheit. De modo que
DT K = Dt ºC e DT Ra = Dt ºF. Essa escala teve bom uso na comunidade científica mas nenhum uso prático em outras áreas de medida.

Celsius, Réaumur, Fahrenheit, Kelvin e Rankine

a °C = (4/5)a °Réaumur = [32 + (9/5)a] °F

b °Réaumur = (5/4)b °C = [32 + (9/4)b] °F

c °F = (5/9)(c - 32) °C = (4/9)(c - 32) °Réaumur

t °C = (t + 273,16) K

TK K = (TK - 273,16) °C = [1,80(TK - 273,16) + 32] °F = 1,80 TK °Rankine

Conversor de leituras de temperaturas

Fahrenheit:  Celsius:  Kelvin:  Réaumur: 
     Rankine:
 

Entre com valor da temperatura, na escala apropriada desse conversor, e clique na tecla "Calcular". Os resultados serão os valores da temperatura nas 4 outras escalas. Pode entrar com valores inteiros ou decimais [use "." (ponto) para decimal e não "," (vírgula)].

    

°C: grau Celsius, °Ré: grau Réaumur, °F: grau Fahrenheit, K: Kelvin, Ra: Rankine 

Pontos Fixos Escala Celsius Escala Fahrenheit Escala Rankine Escala Réaumur
Ponto tríplice da água 0,01 ºC 32,018 ºF 491,688 Ra 0,008 ºRé
Ponto de fusão do gelo
(P = 1 atm)
0,00 ºC 32,00 ºF 491,67 Ra 0,00 ºRé
Ponto de ebulição da água
(P = 1 atm)
100,00 ºC 212,00 ºF 671,67 Ra 80,00 ºRé

Outros pontos fixos, na escala Kelvin:

Ponto tríplice do hélio 4.22
Ponto tríplice do hidrogênio 13.81
Ponto de ebulição hidrogênio 20.28
Ponto de ebulição do néon 27.102
Ponto tríplice do oxigênio 54.361
Ponto de ebulição do oxigênio 90.188
Ponto de fusão do zinco 692.73
Ponto de fusão da prata 1235.08
Ponto de fusão do ouro 1337.58

 

 


Copyright © Luiz Ferraz Netto - 2000-2011 ® - Web Máster: Todos os Direitos Reservados

Nova pagina 1