Introdução a Termometria

TERMOMETRIA
1.1 Equilíbrio Térmico

Se as propriedades termométricas de dois ou mais sistemas não variam no decorrer do tempo, quando em presença uns dos outros, dizemos que eles estão em equilíbrio térmico entre si. Podemos generalizar o conceito de equilíbrio térmico para mais de dois sistemas, por meio da chamada Lei zero da Termodinâmica.

Considere três sistemas A, B e C. Suponha que, numa primeira experiência, tenha sido constatado o equilíbrio térmico entre A e C. Suponha ainda que, mantidas constantes as condições de C tenha sido constatado, numa segundo experiência, o equilíbrio térmico entre B e C. Podemos concluir então que o

sistema A está em equilíbrio térmico com B. A lei zero da Termodinâmica pode ser enunciada simplesmente da seguinte maneira:

Dois sistemas em equilíbrio térmico com um terceiro estão em equilíbrio térmico entre si.

1.2 Temperatura

Podemos considerar a temperatura de um corpo como sendo a medida do grau de agitação de suas moléculas. A energia associada a esse agitação é chamada energia térmica. Para dizer se dois ou mais sistemas estão ou não em equilíbrio térmico usaremos uma comparação entre suas temperaturas. Dois ou mais sistemas em equilíbrio térmico apresentam a mesma temperatura; sistemas que não estão em equilíbrio térmico apresentam temperaturas diferentes. Nesse caso a energia térmica pode transferir-se de um corpo para outro. Essa energia térmica em trânsito é denominada calor.

1.3 Escalas de Temperatura

A fixação de uma escala de temperaturas começa com a escolha do termômetro, isto é, de um sistema dotado de uma propriedade que varie regularmente com a temperatura. Por exemplo, a medida que aumenta a temperatura de um termômetro clínico, aumenta a altura da coluna de mercúrio em seu interior. Essa propriedade é chamada propriedade termométrica. A cada valor da propriedade termométrica (altura) corresponderá um único valor da temperatura, isto é, a temperatura é uma função unívoca da propriedade

termométrica. Para as escalas termométricas usadas tradicionalmente, os sistemas universalmente escolhidos são:

a) sistema gelo – água sob pressão normal (1 atm), cuja temperatura é aqui denominada ponto de gelo.

b) sistema água – vapor d’água sob pressão normal (1 atm), cuja temperatura é aqui denominada ponto de vapor.

Essas temperaturas são também chamadas “pontos fixos fundamentais” e o intervalo entre elas recebe o nome de “intervalo fundamental” da escala. Chamamos de escala termométrica a sequência ordenada das temperaturas que definem, em graus, todos os estados térmicos, ordenados dos mais frios aos mais quentes. As escalas estabelecidas atribuindo valores arbitrários aos pontos fixos são denominadas escalas termométricas relativas.

1.4 Escala Celsius

Os valores atribuídos, nessa escala, para o ponto de fusão e para o ponto de vapor são respectivamente, 0 e 100. O intervalo é dividido em 100 partes , cada uma das quais constitui o grau Celsius (°C).

Ponto do Gelo:0°C

Ponto do Vapor: 100°C

Define-se o grau Celsius como sendo a variação de temperatura que acarreta na propriedade termométrica (X) uma variação igual a 1/100 da variação que sofre esta propriedade quando o termômetro é levado do ponto de gelo ao ponto de vapor (Intervalo Fundamental).