Cursos do Blog - Eletricidade

Processos de eletrização (II)

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Borges e Nicolau

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Eletrização por Indução

O condutor A (indutor) eletrizado positivamente é aproximado do condutor B (induzido), inicialmente neutro. As cargas do induzido separam-se devido às interações eletrostáticas. Cargas negativas são atraídas pelas cargas positivas do indutor e cargas positivas são repelidas.

Ligando-se o induzido à Terra, as cargas positivas são neutralizadas por cargas negativas (elétrons) que fluem da Terra através da ligação. No induzido ficam apenas cargas negativas.

O processo é finalizado desligando-se o induzido da Terra e afastando-se o indutor. 

O induzido (B) inicialmente neutro está finalmente eletrizado com carga de sinal contrário à do indutor (A).

O processo pode ser feito com o indutor carregado com cargas negativa. Nesse caso o induzido ficará carregado positivamente.

Corpo eletrizado atraindo um corpo neutro

Por indução um corpo eletrizado pode atrair um corpo neutro.

As cargas positivas de A atraem as negativas de B e repelem as positivas de B. A força de atração tem intensidade maior do que a de repulsão.

Animação:
Eletrização por indução
Clique aqui

Observação: Ao abrir o link da UFRGS você encontrará a animação: "eletrização por contato". Proceda de acordo com as instruções abaixo para encontrar a eletrização por indução.

Quadro 1

Quadro 2

Exercícios básicos

Exercício 1:
Quando uma esfera metálica A eletrizada negativamente é aproximada de outra esfera metálica B, inicialmente neutra, ocorre o fenômeno da indução eletrostática. Faça um desenho representando a esfera A (eletrizada negativamente), a esfera B e as cargas elétricas induzidas em B.

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Exercício 2:
Qual é a sequência dos procedimentos que devem ser seguidos para que B fique eletrizado? O sinal da carga elétrica que B adquire é o mesmo de A?

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Exercício 3:
Um bastão de borracha, eletrizado positivamente, é aproximado de duas esferas metálicas, A e B, que estão em contato. A seguir, afasta-se ligeiramente uma esfera da outra e remove-se o bastão de borracha. Por último, as esferas são suficientemente afastadas de modo que uma não exerça influência na outra. Faça um esquema da distribuição de cargas elétricas induzidas nas esferas A e B nas situações:

a) Bastão próximo às esferas que estão em contato:

b) Esferas são ligeiramente afastadas e o bastão é removido:

c) Esferas são muito afastadas uma da outra

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Exercício 4:
Numa aula de Eletrostática, o professor coloca a seguinte situação: são dadas três esferas metálicas A, B e C. Observa-se que B atrai A e B repele C. No que diz respeito ao estado de eletrização das esferas, o professor apresenta quatro possibilidades e pede aos alunos que escolham aquelas compatíveis com as observações:

Qual ou quais você escolheria?

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Exercício 5:
Uma barra de vidro depois de atritada com um pano de lã atrai pequenos pedaços de papel. Como você explicaria este fato, sabendo-se que o papel é um isolante?

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Cursos do Blog - Termologia, Óptica e Ondas

Termometria (II)
  

Borges e Nicolau

Na semana passada iniciamos o estudo de Termometria. Vamos continuar com este assunto. Reveja o resumo teórico da aula passada e resolva, a seguir, os exercícios.

As escalas Celsius e Fahrenheit

Na escala Celsius, adotam-se os valores 0 ºC e 100 ºC para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Na escala Fahrenheit, adotam-se os valores 32 ºF e 212 ºF para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Conversão entre a temperatura Celsius (θC) e a temperatura Fahrenheit (θF)

Relação entre a variação de temperatura na escala Celsius (ΔθC) e na escala Fahrenheit (ΔθF)

A escala absoluta Kelvin

A escala absoluta Kelvin adota a origem no zero absoluto, estado térmico em que cessaria a agitação térmica. Sua unidade (kelvin: K) tem extensão igual à do grau Celsius (ºC).

Relação entre a temperatura Kelvin (T) e a Celsius (θC)

 
Relação entre as variações de temperatura

Exercícios básicos
 
Exercício 1:
O físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit* (1686-1736) construiu seus próprios termômetros e em 1714 passou a usar o mercúrio como substância termométrica. A escala que leva seu nome foi criada em 1724, adotando como “zero” uma mistura de gelo, água e sal de amônia e 96 para a temperatura do corpo humano. Posteriormente fez ajustes em sua escala, atribuindo os valores 32 e 212, respectivamente, para os pontos de congelamento e ebulição da água, sob pressão normal. Medidas mais precisas indicam que a temperatura média do corpo humano é da ordem de 98,6 ºF.
As temperaturas de 0 ºF e 98,6 ºF correspondem, respectivamente, nas escalas Celsius* e Kelvin* aos valores:

a) -17,8 ºC e 310 K
b) -17,8 ºC e 371,6 K
c) -32 ºC e 273 K
d) 0 ºC e 318,6 K
e) 8 ºC e 37 K
*Siga os links e saiba mais.

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Exercício 2:
Uma escala E adota os valores 15 °E para o ponto do gelo e 105 °E para o ponto do vapor. Qual é a indicação dessa escala que corresponde à temperatura de 72 °F?

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Resposta: 35 º E

Exercício 3:
A variação de temperatura de 108 °F equivale a:

a) 42 °C b) 84 °C c) 108 °C d) 60 K e) 333 K

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Exercício 4:
A temperatura indicada por um termômetro graduado na escala Fahrenheit excede em duas unidades o triplo da indicação de outro termômetro graduado na escala Celsius. Qual é esta temperatura medida na escala Kelvin?

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Exercício 5:
Antigamente foi usada uma escala absoluta, criada pelo engenheiro e físico escocês Willian John Maquorn Rankine* (1820-1872), que adotava como unidade o grau Rankine (°Ra), cuja extensão era igual à do grau Fahrenheit (ºF) e que considerava o zero absoluto como 0 ºRa.

Determine:

a) a temperatura do zero absoluto na escala Fahrenheit;
b) a relação entre a temperatura absoluta Rankine (TR) e a temperatura Fahrenheit correspondente (θF);
c) os valores das temperaturas correspondentes ao ponto do gelo e ao ponto do vapor na escala absoluta Rankine.
*Siga o link e saiba mais.

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Cursos do Blog - Mecânica

Velocidade escalar média e velocidade escalar instantânea

Borges e Nicolau

Introdução

Para o cálculo da velocidade média que um carro desenvolve numa viagem basta dividir a distância que o carro percorre, ao longo da estrada, pelo intervalo de tempo contado desde a partida até a chegada. Por exemplo, um carro parte de São Paulo (capital) às 8 h da manhã e chega a Guaxupé (MG) ao meio dia, após percorrer
320 km. Para calcular a velocidade média desenvolvida dividimos 320 km por 4 h. Encontramos: 320 km/4 h = 80 km/h. Observe que o carro se desloca sempre no mesmo sentido e não ocorre inversão do movimento ao longo da estrada. É assim que estamos acostumados no nosso dia a dia: dividimos a distância percorrida pelo intervalo de tempo gasto.

Vamos agora ampliar esta definição, considerando a trajetória descrita por um móvel, em relação a um certo referencial. Seja s1 o espaço do móvel num instante t1 e s2 seu espaço num instante posterior t2. Seja Δs = s2 - s1 a variação de espaço no intervalo de tempo Δt = t2 - t1.

A seguir, vamos definir velocidade escalar média do móvel no intervalo de tempo Δt para uma variação de espaço Δs qualquer. Para o cálculo de Δs devemos levar em conta apenas as posições inicial e final, mesmo ocorrendo inversão no sentido do movimento.

Velocidade escalar média:

vm = Δs/Δt

Sendo Δs > 0, isto é, s2 > s1, resulta Vm > 0. Se não houver inversão no sentido do movimento a variação de espaço Δs coincide com a distância efetivamente percorrida pelo móvel ao longo da trajetória (figura 1).

Figura 1

Se Δs < 0, temos  Vm < 0  (figura 2). 

Figura 2

No caso em que Δs = 0, resulta Vm = 0 (figura 3)

Figura 3

Unidades de velocidade: cm/s; m/s; km/h
Sendo 1 km = 1000 m e 1 h = 3600 s, vem :
1 km/h = 1000 m/3600 s = (1/3,6) m/s. Portanto: 1 m/s = 3,6 km/h

Vamos analisar alguns exemplos:

Um ônibus vai de São Paulo ao Rio de Janeiro em cinco horas, enquanto outro ônibus faz o percurso inverso, do Rio de Janeiro a São Paulo também em cinco horas. Vamos determinar a velocidade escalar média de cada veículo, sabendo que a distância entre Rio de Janeiro e São Paulo é de 400 quilômetros.

Precisamos inicialmente definir um sentido de percurso, isto é, orientar a trajetória e escolher uma das cidades como origem dos espaços (marco zero).

Assim, supondo que São Paulo seja a origem dos espaços, a ela será atribuído o marco zero. Como a distância entre as cidades é de 400 km, ao Rio de Janeiro caberá o marco +400, sendo o sentido adotado de São Paulo para o Rio de Janeiro.

Vamos então calcular a velocidade escalar média de cada um dos veículos, o primeiro indo de São Paulo ao Rio e o segundo fazendo o percurso inverso, Rio-São Paulo.

Veículo 1 => São Paulo-Rio

Espaço da partida s1 = 0  (partiu da origem do espaços, km 0)
Espaço da chegada  s2 = 400 km
Variação de espaço: Δs = s2 - s1 = 400 km – 0 = 400 km
Duração da viagem Δt = 5h
Cálculo da velocidade escalar média vm
vm =  Δs/Δt  => vm = 400 km/5 h => vm = 80 km/h

Veículo 2 => Rio – São Paulo

Espaço da partida s1 = 400 km
Espaço da chegada  s2 = 0
Variação de espaço:  Δs = s2 - s1 = 0 - 400 km = -400 km
Duração da viagem  ∆t = 5h
Cálculo da velocidade escalar vm
vm =  Δs/Δt => vm = -400 km/5 h => vm = -80 km/h

Como você notou, em uma das viagens um dos veículos apresentou velocidade escalar média negativa, o que ocorreu em função da orientação da trajetória.

Imagine um terceiro exemplo, mantendo a origem dos espaços em São Paulo e orientando a trajetória de São Paulo para o Rio.

Um ônibus sai de São Paulo, vai ao Rio de Janeiro e volta pela mesma estrada, chegando a Resende, situada no km 260. Qual é a velocidade escalar média do ônibus entre São Paulo e Resende sabendo-se que todo percurso foi realizado em 6,5 horas?

Espaço da partida s1 = 0
Espaço da chegada s2 = 260 km
Variação de espaço: Δs = s2 - s1 = 260 km - 0 = 260 km
Duração da viagem - Intervalo de tempo (∆t) => ∆t = 6,5 h
Cálculo da velocidade escalar  vm
vm =  Δs/Δt => vm = 260 km/6,5 h => vm = 40 km/h

Observação: É assim que procedemos em Física: adotamos um ponto como origem dos espaços, orientamos a trajetória, determinamos as posições inicial e final do móvel e o intervalo de tempo gasto no percurso.

No caso em questão, como acabamos de calcular, a velocidade escalar média entre São Paulo e Resende resultou em 40 km/h.

Se você calculasse efetivamente a distância percorrida pelo ônibus neste trajeto encontraria de São Paulo ao Rio de Janeiro e do Rio de Janeiro a Resende as distâncias 400 km e 140 km, cuja soma é igual a 540 km, o que levaria a uma velocidade média de 540 km/6,5 h, aproximadamente 83 km/h. Está não é a velocidade escalar média definida em Física.

Algumas considerações:

1) Quando, num determinado percurso, o móvel não inverte o sentido do movimento e se desloca no sentido em que a trajetória foi orientada, a distância efetivamente percorrida (d) e a variação de espaço (Δs) são numericamente iguais.

2) No cálculo da velocidade escalar média só interessam os instantes da partida e da chegada.

Veja este exemplo:

Um carro parte de São Paulo às 08h00 da manhã e chega ao Rio de Janeiro às 13h00. O motorista parou para almoçar, tendo ficado no restaurante durante uma hora.

Ao efetuarmos o cálculo da velocidade escalar média, não nos interessa o que aconteceu durante o percurso (almoço) e sim o intervalo de tempo entre a partida e a chegada.

A velocidade escalar média vm, portanto, foi de 80 km/h. E, desde que os instantes de partida e chegada permanecessem iguais, a vm continuaria a mesma, ainda que o almoço tivesse durado 2 horas. Ou, quem sabe, 3 horas!

Animação:
Velocidade escalar média
Clique aqui

Velocidade escalar instantânea:

A velocidade escalar num instante é indicada por v e pode ser entendida como sendo a velocidade escalar média tomada em um intervalo de tempo Δt extremamente pequeno, com Δt tendendo a zero, ou seja, t2 tendendo a t1.

O velocímetro de um carro fornece a velocidade escalar instantânea, isto é, indica a velocidade do carro em cada instante.

Exercícios Básicos

Exercício 1:
Um atleta percorre a distância de 100 m em 10 s. Qual é a velocidade escalar média do atleta? Dê a resposta em km/h e m/s.

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Exercício 2:
A velocidade escalar média de uma pessoa em passo normal é de 1,5 m/s. Quanto tempo a pessoa gasta para fazer uma caminhada de 3 km?

Resolução: clique aqui 

Exercício 3:
É dada a função horária do movimento de um móvel s = 8 - 6t + t², sendo o espaço s medido em metros e o instante t em segundos. Determine a velocidade escalar média do móvel entre os instantes:

a) 1 s e 2 s
b) 2 s e 4 s
c) 5 s e 6 s

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Exercício 4:
A distância entre as cidades de Goiânia e de Caldas Novas é de 169 km. Um ônibus parte de Goiânia às 13h e chega à cidade de Caldas Novas às 15h10min, tendo feito uma parada de 10min num posto de abastecimento.
Qual é a velocidade escalar média desenvolvida pelo ônibus nesse trajeto?

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Exercício 5:
Numa viagem de João Pessoa a Cabedelo, uma moto desenvolve a velocidade escalar média de 80 km/h até a metade do percurso e de 60 km/h na metade seguinte.
Qual é a velocidade escalar média desenvolvida pela moto de João Pessoa a Cabedelo?

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Exercício 6:
A função horária da velocidade de um móvel é dada por v = 5 - 2t, para v em m/s e t em s. Determine:
a) a velocidade do móvel nos instante 0 e 2 s.
b) em que instante a velocidade escalar do móvel se anula?

Resolução: clique aqui

Arte do Blog

Emiliano Di Cavalcanti (Brasil, 1897-1976). óleo, 4,5m x 5,5m

Carnaval

Grande festa popular, o Carnaval reúne milhares de pessoas nas ruas, nas passarelas do samba e em clubes de todos os cantos do País. Mas engana-se quem pensa que essa comemoração teve origem aqui. O Brasil entrou na história da festa apenas a partir do descobrimento pelos portugueses, em 1.500, quando essa manifestação cultural já contava com uma longa trajetória.

De acordo com o historiador Voltaire Schilling, o carnaval é a festa profana mais antiga que se tem registro, já que existe há mais de 3 mil anos. As suas raízes mais remotas encontram-se na Grécia Antiga, no culto ao deus Dionísio, que mais tarde foi celebrado em Roma como Baco, espalhando-se para os países de cultura neolatina. Consta que as primeiras seguidoras do deus foram mulheres, que viram nos dias que lhe eram dedicados um momento para escaparem da vigilância dos maridos para poderem cair na folia. Nos dias permitidos, elas saíam aos bandos, com o rosto coberto de pó e com vestes transformadas ou rasgadas, cantando e gritando. Os homens não demoraram em aderir a essa celebração.

A historiadora e diretora da Fundação Joaquim Nabuco, Rita de Cássia Araújo, aponta que as festas populares que ocorriam na era pré-cristã no Hemisfério Norte, principalmente no Egito, em Roma e na Grécia, para celebrar o fim do inverno e a chegada da época do plantio de lavouras impulsionaram o que se caracterizou como a origem do Carnaval. Segundo Rita, não havia referências religiosas, mas já havia as brincadeiras e as máscaras.

De celebração agrária a festa ganhou contornos religiosos quando o Cristianismo atribuiu significado à festa, que passou a ser vinculada à Páscoa - a Terça-Feira Gorda é 47 dias antes do domingo de Páscoa. A festa, então, passou a ter um sentido de tempo de diversão e exagero, de comida e bebida, que antecede a entrada num período de reflexão e jejum dos cristãos antes da Páscoa, quando os fiéis teriam de se recolher e rever sua vida.

Ainda de acordo com Rita, uma segunda corrente de pesquisadores diverge da ideia de festa surgida há tanto tempo, sustentando que o Carnaval tem múltiplas origens, com diferentes significados e contextos que levara ao seu nascimento em cada região.

O carnaval visto por diversos artistas ao longo do tempo

Étienne Jeaurat, Carnaval das ruas de Paris (1757)

Cena de Carnaval, Giandomenico Tiepolo (cerca de 1754-1755)

 Pintura de Debret que retrata o carnaval no Brasil escravocrata

O Carnaval do Arlequim, de Joan Miró (1893-1983)

Carnaval no Brasil

Muito tempo depois, no século 17, a festa chegou ao Brasil por meio dos portugueses. Com o nome de intrudo, baseado principalmente em brincadeiras em que pessoas sujavam umas as outras como o mela-mela. "Havia uma distinção social nessa festa. As famílias brancas brincavam nas casas e os escravos brincavam nas ruas", diz Rita.

Com a declaração da independência do Brasil, em 1822, o intrudo, de raiz colonial, passou a ser visto como algo negativo e atrasado. Por isso, a partir da iniciativa de intelectuais, artistas e imprensa, houve um rompimento com a tradição colonial na segunda metade do século 19 e a adoção no País de modelos de festa trazidos da Itália e da França, já com o nome de Carnaval (que teria o sentido de "adeus à carne"). "Aí que entraram os bailes e os desfiles nas ruas com alegorias", destaca Rita.

Segundo Voltaire Schilling, a partir de 1935, com o crescente centralismo estatal determinado pela Revolução de 1930, começou-se a sufocar a espontaneidade popular submetendo os desfiles populares a regulamentos, horários e trajetos a serem cumpridos à risca. Ganharam destaque a partir de então os desfiles das escolas de samba, principalmente no Rio de Janeiro. Fonte: Terra

Saiba mais aqui

Especial de Sábado

Ganhadores do Premio Nobel de Física

Borges e Nicolau

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1937

Clinton Joseph Davisson e George Paget Thomson, pela descoberta experimental da difração de elétrons por cristais. 

Clinton Davisson (1881-1958), físico estadunidense e George Thomson (1892-1975), físico britânico

O físico francês Louis-Victor de Broglie apresentou, em 1924, a seguinte hipótese: partículas também possuem propriedades ondulatórias.

Os cientistas Clinton Joseph Davisson e George Paget Thomson, filho de Joseph John Thomson ganhador do premio Nobel de 1906, realizaram experimentos independentes e constataram um fenômeno até então considerado exclusivamente ondulatório: a difração de elétrons.

Concluíram, então, que partículas também apresentam propriedades ondulatórias, o que confirmou a hipótese formulada por Louis de Broglie.
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Clinton Joseph Davisson e George Paget Thomson foram distinguidos, em 1937, com o premio Nobel de Física.

Saiba mais. Clique aqui e aqui

Próximo Sábado: Ganhador do Premio Nobel de 1938: 
Enrico Fermi, pela descoberta de elementos radioativos produzidos pela irradiação com nêutrons e pela descoberta de reações nucleares induzidas por nêutrons lentos. 

Física Animada

Caiu no vestibular

Movimento com aceleração

(AFA-SP)
Um vagão movimenta-se sobre trilhos retos e horizontais obedecendo à equação horária S = 20.t – 5.t² (SI). Um fio ideal tem uma de suas extremidades presa ao teto do vagão e, na outra, existe uma esfera formando um pêndulo. As figuras que melhor representam as configurações do sistema vagão-pêndulo de velocidade vetorial v e aceleração vetorial a, nos instantes 1 s, 2 s e 3 s, são respectivamente:

a)

b)

c)

d)

Resolução:

O movimento do trem é retilíneo e uniformemente variado.

Comparando S = 20.t – 5.t² (SI), com S = S0 + v0.t + α.t²/2, concluímos que 
v0 = 20 m/s e α = -10 m/s².

A equação horária da velocidade é dada por: v = v0 + α.t => 
v = 20 - 10.t (SI).

1) Para t = 1 s => v = 20 - 10.1 => v = 10 m/s > 0
Sendo α = -10 m/s² < 0, concluímos que no instante t = 1 s o movimento é retardado. Logo, a aceleração vetorial a e a velocidade vetorial v, têm sentidos opostos.

Nesse instante, devido à inércia o pêndulo inclina em sentido oposto ao da aceleração vetorial.

Sendo o movimento retilíneo e uniformemente variado a aceleração vetorial é constante. Logo, a inclinação do pêndulo mantém-se a mesma em todos os instantes.

2) Para t = 2 s => v = 20 - 10.2 => v = 0.

3) Para t = 3 s => v = 20 - 10.3 => v = -10 m/s < 0
Sendo α = -10 m/s² < 0, concluímos que no instante t = 3 s o movimento é acelerado. Logo, a aceleração vetorial a e a velocidade vetorial v, têm mesmo sentido.

Resposta: a

Cursos do Blog - Eletricidade

Eletrostática. Processos de eletrização (I)

Borges e Nicolau

Corpo eletrizado

É o corpo que possui excesso de elétrons (carga elétrica negativa) ou falta de elétrons (carga elétrica positiva).

Princípios da Eletrostática

Princípio da atração e repulsão 

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Cargas elétricas de mesmo sinal repelem-se e cargas elétricas de sinais contrários atraem-se.

Princípio da conservação das cargas elétricas
 
Num sistema eletricamente isolado, a soma algébrica das quantidades de cargas positivas e negativas é constante.

Condutores e isolantes

Condutores elétricos

Meios materiais nos quais as cargas elétricas movimentam-se com facilidade.

Isolantes elétricos ou dielétricos
Meios materiais nos quais as cargas elétricas não têm facilidade de movimentação.

Elétrons livres: elétrons mais afastados do núcleo atômico, ligados fracamente a ele. Os elétrons livres são os responsáveis pela condução de eletricidade nos metais.

Eletrização por atrito

Os corpos atritados adquirem cargas elétricas de mesmo valor absoluto e de sinais contrários.

Animação:
Eletrização por atrito
Clique aqui e aqui (clique em use já e esfregue o balão na blusa)

Eletrização por contato

Os condutores adquirem cargas elétricas de mesmo sinal. Se os condutores tiverem mesma forma e mesmas dimensões, a carga final será igual para os dois e dada pela média aritmética das cargas iniciais.

Animação:
Eletrização por contato
Clique aqui

Exercícios Básicos

Exercício 1:
Atritando-se uma barra de vidro com um pano de lã, inicialmente neutros, ambos se eletrizam. As cargas elétricas que a barra de vidro e o pano de lã adquirem têm mesmo sinal? Elas têm o mesmo valor absoluto?

Resolução: clique aqui

Exercício 2:
Quando você se penteia o atrito eletriza os cabelos e o pente. Explique porque, nestas condições, os fios de cabelo ficam arrepiados.

Resolução: clique aqui

Exercício 3:
Ao descer por um escorregador de plástico, os cabelos compridos de uma menina ficam arrepiados. Explique.

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Exercício 4:
Uma esfera metálica A eletrizada é colocada em contato com outra esfera metálica B, inicialmente neutra. Indique as proposições corretas:
I) Se a esfera A estiver positivamente eletrizada, prótons passam de A para B.
II) Se a esfera A estiver positivamente eletrizada, elétrons passam de B para A
III) Se a esfera A estiver negativamente eletrizada, elétrons passam de A para B.
IV) No final do processo A e B adquirem cargas elétricas de mesmo sinal.

Resolução: clique aqui

Exercício 5:
Uma esfera metálica A eletrizada com carga elétrica Q é colocada em contato com outra esfera B idêntica à primeira, mas inicialmente neutra. Após o processo a carga elétrica que B adquire é igual a:
a) Q; b) Q/2; c) Q/4; d) Q/8

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Exercício 6:
Uma esfera metálica A eletrizada com carga elétrica Q é colocada em contato com outra esfera B idêntica à primeira, eletrizada com carga elétrica 2Q. Após o processo a carga elétrica que B adquire é igual a:
a) 3Q/2; b) 5Q/2; c) 7Q/4; d) 3Q

Resolução: clique aqui

Cursos do Blog - Termologia, Óptica e Ondas

Termometria (I)

Borges e Nicolau

A sensação térmica que sentimos ao tocar um corpo qualquer constitui um critério impreciso para a medida da temperatura.

O termômetro é um sistema auxiliar que possibilita avaliar a temperatura de modo indireto.

Substância termométrica: substância que apresenta uma propriedade cuja medida varia com a temperatura.

No termômetro de mercúrio a substância termométrica é o mercúrio; a altura da coluna de mercúrio é a grandeza termométrica desse termômetro.

Função termométrica de um termômetro é a fórmula que relaciona os valores da grandeza termométrica com os valores da temperatura.

Pontos fixos: são temperaturas invariáveis no decorrer do tempo, medidas em sistemas que podem ser reproduzidos facilmente quando necessário.

Usualmente são escolhidos os seguintes pontos fixos:

Ponto de gelo: temperatura de fusão do gelo sob pressão normal (1 atm).
Ponto de vapor: temperatura de ebulição da água sob pressão normal (1 atm).

As escalas Celsius e Fahrenheit

Na escala Celsius, adotam-se os valores 0 ºC e 100 ºC para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Na escala Fahrenheit, adotam-se os valores 32 ºF e 212 ºF para o ponto de gelo e para o ponto de vapor, respectivamente.

Conversão entre a temperatura Celsius (θC) e a temperatura Fahrenheit (θF)

Simplificando, resulta:

Animação:
Escalas Celsius e Fahrenheit
Clique aqui

Relação entre a variação de temperatura na escala Celsius (ΔθC) e na escala Fahrenheit (ΔθF)

A escala absoluta Kelvin

A escala absoluta Kelvin adota a origem no zero absoluto, estado térmico em que cessaria a agitação térmica. Sua unidade (kelvin: K) tem extensão igual à do grau Celsius (ºC).

Relação entre a temperatura Kelvin (T) e a Celsius (θC)

Simplificando, resulta:

Animação:
Escalas Celsius e Kelvin
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Relação entre as variações de temperatura

Exercícios básicos

Exercício 1:
Ao tomar a temperatura de uma criança que está febril, a mãe utiliza um termômetro clínico graduado na escala Fahrenheit e anota a temperatura de 101,3 ºF. Qual é o valor da correspondente temperatura na escala Celsius.

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Exercício 2:
Retome a situação descrita na questão anterior. Após medicar seu filho, decorrido certo tempo a mãe efetua uma nova medida da temperatura. Ela nota que houve uma redução de 2,7 ºF. Qual é a correspondente redução de temperatura na escala Celsius?

Resolução: clique aqui
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Exercício 3:
Dois termômetros, um graduado na escala Celsius e outro na escala Fahrenheit, estão em equilíbrio térmico com um certo líquido. A temperatura indicada pelo termômetro graduado na escala Fahrenheit é dada por um número igual ao dobro daquele indicado pelo termômetro graduado na escala Celsius. Qual é esta temperatura na escala Celsius?

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Exercício 4:
Retome a situação descrita na questão anterior. O líquido no qual os termômetros estão imersos é gradativamente resfriado até uma temperatura para a qual os dois termômetros indicam o mesmo valor. Qual é a temperatura em questão? 

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Exercício 5:
Pedro é um aluno que está iniciando o segundo ano do ensino médio. O professor Adalberto pede para que ele invente uma escala termométrica, medida em graus Pedro (ºP). Para isso Pedro atribui ao ponto do gelo a temperatura 10 ºP e para o ponto do vapor 90 ºP. Qual é a relação entre a temperatura na escala Celsius (θC) e a temperatura na escala Pedro (θP)?

Resolução: clique aqui