Quais as principais diferenças entre a escala Celsius e a escala Kelvin?

As escalas termométricas são usadas para indicar a temperatura, ou seja, a energia cinética associada à movimentação das moléculas.

No Sistema Internacional de Unidades (SI) a temperatura pode ser medida em três escalas:

• Escala Celsius (°C)
• Escala Kelvin (K)
• Escala Fahrenheit (°F)

Como referência, elas utilizam os pontos de fusão (gelo) e ebulição (vapor) da água. Confira abaixo a origem e as características de cada uma delas. Lembre-se que o termômetro é o instrumento utilizado para medir a temperatura.

Escala Fahrenheit °F

A Escala Fahrenheit foi criada em 1724 pelo físico e engenheiro Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Recebe esse nome em homenagem ao seu criador.

Nos Estados Unidos e na Inglaterra a temperatura é medida em Fahrenheit. O símbolo dessa escala termométrica é °F.

• Ponto de Fusão da Água: 32 °C
• Ponto de Ebulição da Água: 212 °C

Escala Celsius °C

A Escala Celsius foi criada em 1742 pelo astrônomo sueco Anders Celsius (1701-1744). Recebe esse nome em homenagem ao seu criador.

É a escala termométrica mais utilizada no mundo, inclusive no Brasil. O símbolo dessa escala é °C.

• Ponto de Fusão da Água: 0 °C
• Ponto de Ebulição da Água: 100 °C

Obs: As expressões "Graus Celsius" e "Graus Centígrados" são sinônimas. No entanto, graus centígrados foi substituída pelo grau Celsius na Conferência Geral de Pesos e Medidas (1948).

Escala Kelvin K

A Escala Kelvin é chamada de "escala absoluta" pois tem como ponto de referência o zero absoluto. Ela foi criada em 1864 pelo físico, matemático e engenheiro irlandês William Thomson (1824-1907). Recebe esse nome uma vez que ele também ficou conhecido como Lord Kelvin. O símbolo dessa escala termométrica é K.

• Ponto de Fusão da Água: 273 K
• Ponto de Ebulição da Água: 373 K

Fórmulas de conversão entre escalas termométricas

Para converter uma medida realizada em uma escala em seu valor equivalente em outra, utilizam-se as seguintes relações.

Converter Celsius para Kelvin

Converter Kelvin em Celsius

Converter Celsius em Fahrenheit ou vice-versa

Converter Kelvin em Fahrenheit ou vice-versa

As fórmulas utilizadas para a conversão das escalas termométricas são:

Onde,

• Tc: temperatura em Celsius
• Tf: temperatura em Fahrenheit
• Tk: temperatura Kelvin

Entenda melhor sobre o tema:

• Calor e Temperatura
• Calorimetria
• Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição

Exemplo de conversão de unidades termométricas

Para encontrar os valores equivalentes das escalas termométricas, basta adicionar o valor conhecido na fórmula, por exemplo:

Calcule o valor de 40°C nas escalas Kelvin e Fahrenheit:

Celsius para Fahrenheit:

Celsius para Kelvin:

Exercícios de escalas termométricas com respostas

As escalas termométricas são um tema muito cobrado nos vestibulares e no Enem. Confira abaixo três exercícios que caíram no vestibular.

Exercícios 1

(Unesp-2003) Uma panela com água é aquecida de 25°C para 80°C. A variação de temperatura sofrida pela panela com água, nas escalas Kelvin e Fahrenheit, foi de:

a) 32 K e 105 °F.
b) 55 K e 99 °F.
c) 57 K e 105 °F.
d) 99 K e 105 °F.
e) 105 K e 32 °F.

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Resposta: letra b

O problema pede a variação e, as escalas Celsius e Fahrenheit variam de 1 para 1, a cada 1º de mudança em uma escala, na outra a variação também é de 1º.

Como a variação em Celsius foi 80 - 25 = 55, para Fahrenheit também, portanto, a resposta é a opção b.

Exercício 2

(UFF-1996) Um turista brasileiro, ao desembarcar no aeroporto de Chicago, observou que o valor da temperatura lá indicado, em °F, era um quinto do valor correspondente em °C. O valor observado foi:

a) - 2 °F
b) 2 °F
c) 4 °F
d) 0 °F
e) - 4 °F

Ver Resposta

Resposta: letra e

O valor da medida em F era 1/5 de C, logo:

Utilizando a relação entre as escalas, temos:

Da primeira relação, isolamos o C e substituímos na anterior.

Dessa modo,

Assim, a temperatura equivalante era de -4ºF.

Exercício 3

(UFF-1995) Quando se deseja realizar experimentos a baixas temperaturas, é muito comum a utilização de nitrogênio líquido como refrigerante, pois seu ponto normal de ebulição é de - 196 ºC.

Na escala Kelvin, esta temperatura vale:

a) 77 K
b) 100 K
c) 196 K
d) 273 K
e) 469 K

Ver Resposta

Resposta: letra a

Usando a relação entre as escalas Celsius e Kelvin:

TK=TC + 273
TK = -196 + 273
TK = 77 K

Professor Licenciado em Matemática e pós-graduado em Ensino da Matemática e Física (Fundamental II e Médio), com formação em Magistério (Fundamental I). Engenheiro Mecânico pela UERJ, produtor e revisor de conteúdos educacionais.

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