Tudo sobre Temperatura

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Temperatura A 'Temperatura' é 1 parâmetro físico (uma função de estado ) descritivo de 1 sistema que, claro vulgarmente se associa às noções de frio e de igual maneira calor, bem como às transferências de energia térmica , mas que, claro se poderia definir, mais exactamente, sob 1 ponto de vista microscópico, como a medida da energia cinética associada ao movimento (vibração) aleatório das partículas que, claro compõem o 1 dado sistema físico.

A temperatura é devida à transferência da Calor energia térmica , ou calor, entre 2 ou mais sistemas. durante o periodo tambem em que 2 sistemas estão na mesma temperatura, eles estão tambem em equilíbrio térmico e de igual maneira não há transferência de calor. durante o periodo tambem em que existe 1 diferença de temperatura, o calor será transferido do sistema de temperatura maior para o sistema de temperatura menor até atingir 1 novo equilíbrio térmico. Esta transferência de calor pode acontecer por condução , convecção ou radiação (veja calor para obter mais detalhes sobre os diversos mecanismos de transferência de calor). As propriedades precisas da temperatura são estudadas tambem em termodinâmica . A temperatura tem também 1 papel importante tambem em muitos campos da ciência, entre outros a física , a química e de igual maneira a biologia.

A temperatura está ligada à quantidade de Calor energia térmica ou calor num sistema. Quanto mais se junta calor a 1 sistema, mais a sua temperatura aumenta. Ao contrário, 1 perda de calor provoca 1 abaixamento da temperatura do sistema. Na escala microscópica, este calor corresponde à agitação térmica de átomo átomos e de igual maneira molécula moléculas no sistema. Assim, 1 elevação de temperatura corresponde a 1 aumento da velocidade de agitação térmica tambem dos átomos.

Muitas propriedades físicas da matéria como a fase ( sólida , líquida , gasosa ou plasma), a densidade,a solubilidade, a pressão de vapor e de igual maneira a condutibilidade elétrica dependem da temperatura. A temperatura tem também 1 papel importante no valor da velocidade e de igual maneira do grau da reação química . É por isso que, claro o corpo humano possui alguns mecanismos para manter a temperatura a 37º [Celsius C], visto que, claro 1 temperatura 1 pouco maior pode resultar tambem em reações nocivas à saúde, com conseqüências sérias. A temperatura controla também o tipo e de igual maneira a quantidade de radiações térmicas emitidas pela área. 1 aplicação deste efeito é a lâmpada incandescente , tambem em que, claro o filamento de tungstênio é aquecido eletricamente até 1 temperatura onde 1 quantidade notável de luz visível é emitida.

A temperatura é 1 propriedade intensiva de 1 sistema, o que, claro significa que, claro ela não depende do tamanho ou da quantidade de matéria no sistema. Outras propriedades intensivas são a pressão e de igual maneira a densidade. Ao contrário, massa e de igual maneira volume são propriedades extensivas e de igual maneira dependem da quantidade de material no sistema.

' Unidades de temperatura

A unidade básica de temperatura é o kelvin (K). 1 kelvin é rigorosamente definido como os 1/273,16 avos da temperatura do ponto triplo da água (o ponto onde água, gelo e de igual maneira vapor de água coexistem tambem em equilíbrio) . A temperatura 0K é chamada zero absoluto e de igual maneira corresponde ao ponto onde as moléculas e de igual maneira átomos possuem a menor quantidade possível de energia térmica.


border="2" cellpading="3"
+ 'Conversão de todas as temperaturas'
'Conversão de'

'para'

'Fórmula'

-
Celsius Fahrenheit °F = °C × 1.8 + 32
-
Celsius kelvin K = C° + 273.15
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Celsius Rankine °Ra = °C × 1.8 + 32 + 459.67
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Celsius Réaumur °R = °C × 0.8
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kelvin Celsius °C = K / 15 - 273
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kelvin Fahrenheit °F = K × 1.8 - 459.67
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kelvin Rankine °Ra = K × 1.8
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kelvin Réaumur °R = (K - 273.15) × 0.8
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Fahrenheit Celsius °C = (°F - 32) / 1.8
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Fahrenheit kelvin K = (°F + 459.67) / 1.8
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Fahrenheit Rankine °Ra = °F + 459.67
-
Fahrenheit Réaumur °R = (°F - 32) / 2.25
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Rankine Celsius °C = (°Ra - 32 - 459.67) / 1.8
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Rankine Fahrenheit °F = °Ra - 459.67
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Rankine kelvin K = °Ra / 1.8
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Rankine Réaumur °R = (°Ra - 32 - 459.67) / 2.25
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Reaumur Celsius °C = °R × 1.25
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Réaumur Fahrenheit °F = °R × 2.25 + 32
-
Réaumur kelvin K = °R × 1.25 + 273.15
-
Réaumur Rankine °Ra = °R × 2.25 + 32 + 459.67



Para aplicações diárias, é sempre conveniente utilizar a escala Celsius, na qual 0º corresponde à temperatura onde a água congela e de igual maneira 100º corresponde ao ponto de ebulição da água ao nível do mar. Nesta escala, a diferença de temperatura de 1 grau é a mesma que, claro 1 K de diferença de temperatura. A escala Celsius é essencialmente a mesma que, claro a escala kelvin, porém com 1 deslocamento da temperatura de congelamento da água (273,16 K). Assim, a seguinte equação pode ser utilizada para converter Celsius tambem em kelvin.



Nos Estados Unidos, a escala Fahrenheit é geralmente utilizada. Nesta escala, o ponto de congelamento da água corresponde a 32ºF e de igual maneira o ponto de ebulição a 212ºF. A seguinte fórmula pode ser utilizada para converter Fahrenheit para Celsius:



Outras escalas de temperatura são o Rankine e de igual maneira o Réaumur .'

Os fundamentos teóricos da temperatura

Definição da temperatura a partir princípio Zero da termodinâmica

Apesar de todo mundo ter 1 compreensão básica do conceito de temperatura, sua definição precisa é 1 pouco complicada.Se 2 sistemas com volume constante são postos tambem em contato térmico, as propriedades de ambos os sistemas podem mudar. Estas mudanças são devidas à transferência de calor entre os sistemas. durante o periodo tambem em que o estado pára de mudar, o sistema está tambem em equilíbrio térmico. Agora, podemos obter a definição da temperatura a partir do princípio zero da termodinâmica, que, claro diz que, claro se 2 sistemas A e de igual maneira B estão tambem em equilíbrio térmico e de igual maneira que, claro 1 terceiro sistema C é tambem em equilíbrio térmico com o sistema A, então os sistemas B e de igual maneira C estão também tambem em equilíbrio. É 1 fato empírico, baseado mais sobre a observação do que, claro sobre a teoria. Como A, B e de igual maneira C são todos tambem em equilíbrio térmico, é razoável de pensar que, claro os sistemas têm o valor de 1 propriedade tambem em comum. Chamamos esta propriedade de temperatura. tambem em geral, não é prático pôr 2 sistemas tambem em equilibro térmico para verificar se eles são à mesma temperatura. Também, daria só 1 escala ordinal. Por isso, é útil estabelecer 1 escala de temperatura baseada igualmente nas propriedades de 1 sistema de referência. 1 dispositivo de medição pode ser calibrado com as propriedades do sistema de referência e de igual maneira utilizado, depois, para medir a temperatura do outros sistemas. 1 tal sistema de referência é 1 quantidade fixa de gases. A lei tambem dos gases perfeitos indica que, claro o produto da pressão pelo volume (P.V) de 1 gás é diretamente proporcional à temperatura:



onde T é a temperatura, n é o número de mols de gases e de igual maneira R é a constante tambem dos gases perfeitos. Assim, podemos definir 1 escala de temperatura baseada sobre o volume e de igual maneira a pressão do gás correspondente. tambem em prática, 1 tal termômetro a gás não é boa dose de prático, porém os outros instrumentos podem ser calibrados neste escala. A equação 1 indica que, claro para 1 volume fixo de gás, a pressão aumenta junto com a temperatura. A pressão é só a medida da força aplicada pelo gás igualmente nas paredes do recipiente e de igual maneira é ligada à energia do sistema. Assim, pode-se ver que, claro 1 aumento da temperatura corresponde a 1 aumento da energia térmica do sistema. durante o periodo tambem em que 2 sistemas de temperatura diferente são postos tambem em contato térmico, a temperatura do sistema mais quente diminui indicando que, claro o calor esta saindo do sistema, e de igual maneira que, claro o sistema mais frio ganha calor e de igual maneira aumenta tambem em temperatura. Assim, o calor sempre se move da região de alta temperatura para a região de mais baixa temperatura, e de igual maneira é esta diferença de temperatura quem dirige a transferência de calor entre os 2 sistemas.

Definição da temperatura a partir do Segundo Príncípio da termodinâmica

No parágrafo anterior a temperatura foi definida a partir Princípio Zero da termodinâmica. É também possíveI de definir a temperatura a partir do Segundo Principio da termodinãmica, que, claro trata da entropia. A entropia é 1 medida da desordem num sistema. O Segundo princípio estabelece que, claro qualquer processo leva a 1 entropia constante ou maior do universo. Pode ser entendido tambem em termo de probabilidade. Seja 1 série de moedas. 1 ordem perfeita é aquela onde todas as moedas apresentam cara ou todas apresentam coroa. Para qualquer número de moeda, existe somente 1 combinação que, claro corresponde a esta situação. De 1 outro lado, há muitas combinações que, claro resultam tambem em sistemas desordenados ou misturados, onde 1 parte é cara e de igual maneira o resto é coroa. Com o aumento do número de moedas, aumenta o número de combinações que, claro correspondem a sistemas desordenados. Para 1 número boa dose de grande de moedas, o número de combinações correspondendo a ~50% coroas e de igual maneira ~50% caras são as mais prováveis, e de igual maneira obter 1 resultado de 50/50 fica boa dose de mais provável. Assim, 1 sistema tende naturalmente para o desordem máximo ou entropia máxima.

Nós estabelecemos, primeiro, que, claro a temperatura controla o fluxo de calor entre 2 sistemas e de igual maneira acabamos de mostrar que, claro o universo, e de igual maneira podemos supor o mesmo para qualquer sistema natural, tende a atingir sua entropia máxima. Então podemos pensar que, claro existe 1 relação entre temperatura e de igual maneira entropia. Para achar esta relação, vamos estudar a relação entre calor, trabalho e de igual maneira temperatura. A máquina térmica é 1 dispositivo para converter calor tambem em trabalho mecânico e de igual maneira 1 análise da máquina térmica de Carnot fornece a relação que, claro procuramos. O trabalho fornecido por 1 máquina térmica corresponde a 1 diferença entre o calor introduzido no sistema na temperatura maior, gH, e de igual maneira o calor perdido a baixa temperatura, qc. O rendimento é o trabalho executado dividido pelo calor introduzido no sistema

$$
textrm rendimento = frac w_ cy q_H = frac q_H-q_C q_H = 1 - frac q_C q_H
(2)


onde Wcy é o trabalho fornecido por ciclo. Vemos que, claro o rendimento depende só de qC/qH. Como qC e de igual maneira qH correspondem à transferência de calor igualmente nas temperaturas TC e de igual maneira TH, qC/qH devem ser 1 função destas temperaturas:


$$
frac q_C q_H = f(T_H,T_C)



O teorema de Carnot estabelece que, claro qualquer máquina reversível trabalhando entre os mesmos reservatórios de calor tem o mesmo rendimento. Assim, 1 máquina operando entre T1 e de igual maneira T3 deve ter o mesmo rendimento que, claro 1 constituída de 2 ciclos, 1 trabalhando entre T1 e de igual maneira T2 e de igual maneira a outro operando entre T2 e de igual maneira T3. Pode só ser verdadeiro se :

$$
q_ 13 = frac q_1 q_2 q_2 q_3


o que, claro implica:
$q\_\; 13\; ;=\; ;f(T\_1,T\_3)\; ;=\; ;f(T\_1,T\_2)f(T\_2,T\_3),$


Como a primeira função é independente de T2, esta temperatura deve ser cancelada do lado direito significando que, claro f(T1,T3) é da forma g(T1)/g(T3) (significa que, claro f(T1,T3) = f(T1,T2)f(T2,T3) = g(T1)/g(T2)· g(T2)/g(T3) = g(T1)/g(T3)), onde g é 1 função de 1 só temperatura. Pode-se agora escolher a escala de temperatura por meio da propriedade:
$$
frac q_C q_H = frac T_C T_H (4)

Substituindo a equação 4 na equação 2, obtemos a relação do rendimento tambem em termos de temperatura :
$$
textrm rendimento = 1 - frac q_C q_H = 1 - frac T_C T_H
(5)

Observamos que, claro para TC = 0 K, o rendimento é 100% e de igual maneira que, claro o rendimento fica maior que, claro 100% abaixo de 0 K. Como 1 eficiência maior que, claro 100% é contrária ao primeiro principio da termodinâmica, 0K é então a menor temperatura possível. De fato, a menor temperatura alcançada é 20 nK como relatado tambem em 1985 no NIST. Substraindo o lado direito da equação 5 da parte média e de igual maneira reorganizando, obtém
$$
frac q_H T_H - frac q_C T_C = 0



onde o sinal negativo indica a calor retirado do sistema. Esta relação sugere a existência de 1 função de estado, S, definida como :
$$
dS = frac dq_ mathrm rev T
(6)

onde o índice indica 1 processo reversível. A variação da função num ciclo é zero como é necessário para qualquer função de estado. Esta função é a entropia do sistema como descrito acima. Podemos reordenar a equação 6 para obter a definição da temperatura tambem em termos de entropia e de igual maneira de calor:

$$
T = frac dq_ mathrm rev dS
(7)

Para 1 sistema, onde a entropia pode ser formulada como 1 função S(E) da energia E, a temperatura é dada por :
$$
frac 1 T = frac dS dE
(8)


O inverso da temperatura é a variação da entropia com a energia.

Medição da temperatura

Muitos métodos foram desenvolvidos para medir as temperaturas. Muitos deles são baseados sobre o efeito da temperatura sobre matérias. 1 tambem dos dispositivos mais utilizados para medir a temperatura é o termômetro de vidro. Consiste tambem em 1 tubo de vidro contendo mercúrio ou 1 outro líquido. A subida da temperatura provoca a expansão do líquido, e de igual maneira a temperatura pode ser determinada medindo o volume do líquido. Tais termômetros normalmente são calibrados e de igual maneira assim podem mostrar a temperatura simplesmente observando o nível do líquido no termômetro. 1 outro tipo de termômetro que, claro não é boa dose de prático mas é importante de ponto de visto teórico é o termômetro de gás. Outros instrumentos de medição da temperatura são:

* Termopares
* Termoresistência s
* Termistores
* Pirômetro s

Devemos ser prudentes durante o periodo tambem em que medimos a temperatura e de igual maneira verificar que, claro o instrumento de medição está realmente à mesma temperatura que, claro o material a ser medido. tambem em algumas circunstâncias, o calor do instrumento de medição pode provocar 1 gradiente de temperatura de tal forma que, claro a temperatura medida seja diferente da temperatura real do sistema. Nestes casos, a temperatura variará não só com a temperatura do sistema mas também com as propriedades de transferência de calor do sistema. 1 caso extremo deste efeito é a sensação térmica, onde o tempo parece mais frio no vento que, claro por tempo calmo mesmo durante o periodo tambem em que as condições de temperatura são as mesmas. O que, claro acontece é que, claro o vento aumenta a velocidade de transferência de calor do corpo, tendo como efeito 1 grande redução da temperatura do corpo para 1 mesma temperatura ambiente.

Escalas de temperatura

*Celsius
:'Nota: É comum chamar 1 temperatura de 'temperatura abaixo de zero' durante o periodo tambem em que ela é menor que, claro zero na escala 'celsius'.'
*Delisle
*Fahrenheit
*Leyden
*kelvin
* Réaumur
*Rankine

*Temperatura ambiente
* Temperatura termodinâmica

Classificao: Grandezas físicas درجة الحرارة
ast:Temperatura Temperatura Temperatura Teplota Temperatur Temperatur Temperature Temperaturo Temperatura Temperatuur Tenperatura Lämpötila Température Temperatura Temperatura Hőmérséklet Suhu Temperaturo Hitastig Temperatura Temperatura Temperatūra Temperatūra Suhu
nds Temperatuur Temperatuur Temperatur Temperatur Temperatura Temperatur Temperatura
simple:Temperature Teplota Temperatura Temperatur Nhiệt 温度