Escala Kelvin

A escala Kelvin é a escala de temperatura absoluta. Isso acontece porque seu ponto nulo é igual ao zero absoluto. Ela foi desenvolvida por Lorde Kelvin no século XIX.

A escala Kelvin é uma escala termométrica. Ela é uma das três mais comuns e que são usadas atualmente. Além dela, também pode-se citar a escala Celsius e Fahrenheit. Além disso, essa escala é considerada absoluta porque leva em consideração o zero absoluto. Veja o que é, para que serve, como converter e muito mais!

O que é a escala Kelvin

A escala Kelvin é uma escala termométrica. Dessa forma, ela é usada para indicar a temperatura dos corpos. Além disso, essa escala é considerada a escala absoluta. Isso acontece porque ela é a única das escalas termométricas que tem como ponto inicial o zero absoluto. Que é uma temperatura teórica na qual não há nenhuma vibração das moléculas do corpo.

Essa escala termométrica foi proposta em 1848 por Lorde Kelvin. Ela surgiu da necessidade que o cientista percebia de uma escala no qual o zero absoluto fosse o ponto nulo da escala. Só em 1954 essa escala de temperatura recebeu sua definição moderna.

Para que serve a escala Kelvin

Assim como outras escalas termométricas, o principal uso da escala Kelvin é a medição de temperatura. Porém, essa escala não é usada no cotidiano, por diversos motivos práticos e de costume. Por exemplo, os pontos fixos da água correspondem a 273 K e 373 K, para fusão e ebulição, respectivamente. Dessa forma, ela geralmente é usada na pesquisa científica e em casos específicos que necessitam de uma escala absoluta de temperatura.

Como converter para Kelvin

Atualmente, existem três principais escalas de temperatura. Ou seja, Kelvin, Celsius e Fahrenheit. Como as três podem determinar a temperatura do mesmo corpo, é possível converter os valores entre cada uma delas. Veja como fazer essa conversão:

Kelvin para Celsius

Com a magnitude entre as duas escalas é a mesma, a conversão é mais simples. Ou seja, matematicamente:

Em que:

  • TK: temperatura em kelvin (K).
  • TC: temperatura em celsius (°C).

Nesse caso, uma variação de 1 K corresponde a uma variação de 1 °C. Por isso, a conversão entre as duas depende apenas da diferença entre os valores nulos de ambas escalas.

Kelvin para Fahrenheit

A escala fahrenheit é usada por poucas pessoas atualmente. Ela costuma ser usada por países que não adotaram o Sistema Internacional de Unidades. Por exemplo, os Estados Unidos. Como essa escala foi desenvolvida a partir de outros pontos fixos, sua magnitude é diferente da escala Kelvin. Matematicamente, a conversão é:

Em que:

  • TK: temperatura em kelvin (K).
  • TF: temperatura em fahrenheit (°F).

Caso a conversão fosse entre a escala Celsius e a escala Fahrenheit, não seria necessário considerar o termo correspondente a 273.

Curiosidades sobre a escala Kelvin

Alguns conceitos físicos são repletos de curiosidade, seja em seu desenvolvimento ou em sua história recente. Com a escala termométrica não é diferente. Veja algumas curiosidades sobre a escala Kelvin.

  • O nome original do cientista que propôs essa escala termométrica é William Thomson. Ele recebeu o título de Lorde Kelvin mais tarde em sua vida.
  • A temperatura mais próxima do zero absoluto é obtida apenas em laboratório por meio de um condensado de Bose-Einstein. Até 2005 o recorde era de 0,00000000045 K.
  • O kelvin também é usado como medida de temperatura de cor, por pessoas que trabalham com audiovisual. Essa relação é baseada em uma temperatura de um material hipotético e na sua distribuição de energia de corpo negro.
  • A unidade de medida kelvin não leva o nome “graus kelvin”.
  • Assim como outras unidades de medida que levam o nome de cientistas famosos, ela deve ser escrita com letra minúscula.

Essas curiosidades ajudam a deixar os estudos de Física mais descontraídos. Com elas é possível compreender algumas coisas e até mesmo puxar um assunto sobre esse tema.

Vídeos sobre escala Kelvin

Assistir vídeos auxilia a fixar os novos conteúdos estudados. Além disso, os vídeos permitem aprofundar ainda mais os conceitos recém aprendidos. Por isso, veja os vídeos selecionados e aprofunde ainda mais o seu conhecimento.

Ponto triplo da água

Um dos fatores determinantes para o desenvolvimento da escala Kelvin foi uma temperatura específica. Essa temperatura é aquela na qual a água apresenta os três estados físicos simultaneamente. Ou seja, a água está no estado sólido, líquido e gasoso. Os professores Gil Marques e Claudio Furukawa explicam como é possível chegar no ponto triplo da água.

Escalas termométricas

As escalas termométricas são fundamentais para o funcionamento da sociedade contemporânea. Por isso, é necessário padronizar seus valores. Para compreender a relação entre as três principais escalas termométricas atuais, veja a videoaula do professor Marcelo Boaro. Além disso, ao final da aula o docente resolve um exercício de aplicação.

Escala Kelvin

O professor Thales, do canal Chama o Físico, explica o que é a escala termométrica absoluta. Ou seja, a escala Kelvin. Além disso, ao longo do vídeo, o professor conta um pouco de como foi a história do desenvolvimento dessa escala e como é possível chegar a um valor teórico para o zero absoluto.

Compreender as escalas termométricas é um ponto fundamental da termologia. Além disso, é preciso entender de que maneira acontece a relação com outras áreas da física. Por exemplo, as relações entre calor e temperatura.

Referências

Física II: Termodinâmica e ondas (2016) – YOUNG, H. D. et al.n
Física: Volume 2 (2008) – HALLIDAY, D. et al.
Curso de Física Básica: Volume 2 (2014) – NUSSENZVEIG, H. D.

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Escala Kelvin. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/escala-kelvin. Acesso em: 22 de October de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [Unesp]

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.

Alternativa correta: B
A variação de temperatura na escala celsius é de 55°C. Dessa forma, a variação de temperatura na escala kelvin é 55 K. Além disso, na escala fahrenheit, essa variação corresponde a 99°F.

2.

Analise as afirmações abaixo e assinale o que for correto:

I – A escala Celsius atribui 0° para o ponto de fusão do gelo e 100º para o ponto de ebulição da água;

II – O limite inferior para a escala Kelvin corresponde a -273°C;

III – 1°C equivale a 1°F.

Estão corretas:

a) I e II apenas.

b) I e III apenas.

c) I, II e III.

d) II e III apenas.

e) I apenas.

Alternativa correta: A
A afirmativa III é incorreta porque uma variação de 1º Celsius equivale a uma variação de 1,8°F.

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