▷ O que é temperatura absoluta?

Este artigo explica o que é temperatura absoluta e o que é uma escala de temperatura absoluta. Assim você encontrará a definição de ambos os termos, quais são as escalas de temperatura absoluta e relativa e como convertê-las.

O que é temperatura absoluta?

Temperatura absoluta é o valor da temperatura medida em relação ao zero absoluto (0 K ou -273,15 ºC). Em outras palavras, a temperatura absoluta indica a temperatura de um corpo ou sistema tomando o zero absoluto como o valor zero da escala termométrica.

Portanto, uma escala de temperatura absoluta é uma escala termométrica que indica o valor medido por uma temperatura absoluta. Em outras palavras, o zero de uma escala de temperatura absoluta corresponde ao zero absoluto da temperatura.

Geralmente, em termodinâmica, a temperatura absoluta é usada nas fórmulas. As temperaturas relativas são usadas apenas quando a fórmula requer uma diferença de temperatura.

Quais são as escalas de temperatura absoluta?

As principais escalas de temperatura absoluta são:

Escala Kelvin : escala termométrica absoluta cuja unidade é igual a um grau Celsius. Esta escala de temperatura é a mais utilizada na ciência.
Escala Rankine : escala absoluta de temperatura cuja unidade equivale a um grau Fahrenheit, que é a unidade de temperatura do sistema inglês.

Uma característica das escalas de temperatura absoluta é que todos os seus valores são positivos, pois o zero da escala equivale ao zero absoluto da temperatura.

As duas escalas de temperatura absoluta são explicadas em detalhes abaixo.

Escala Kelvin

O Kelvin , historicamente chamado de grau Kelvin , é a unidade de temperatura do Sistema Internacional de Unidades (SI).

Assim, a escala Kelvin é a escala de temperatura em que o zero absoluto representa a ausência de energia, cujo valor é 0 Kelvin (-273,15 ºC).

O símbolo usado para expressar uma temperatura em Kelvins é a letra K maiúscula, por exemplo 300 K.

Na física, o kelvin não é considerado um grau e portanto o nome correto para esta unidade de temperatura é kelvin, e não grau Kelvin . Além disso, ao contrário do grau Celsius (ºC) e do grau Fahrenheit (ºF), não deve ser escrito com o símbolo de grau, mas simplesmente com a letra K.

$350 \ ºK\ \color{red}\bm{\times} \color{black}\ \longrightarrow \ 350 \ K$

Deve-se notar que embora o Kelvin seja a unidade de temperatura do Sistema Internacional, não é a unidade mais comumente usada para expressar temperaturas. Sim, é verdade que tanto na física como na engenharia os cálculos são feitos em Kelvins, mas na vida quotidiana as temperaturas são geralmente medidas em graus Celsius ou Fahrenheit.

Finalmente, as fórmulas para converter de kelvins para outra unidade de temperatura são as seguintes:

Conversão de unidades de temperatura	Fórmula
De Celsius a Kelvin	K = ºC + 273,15
De Kelvin a Celsius	ºC = K – 273,15
De Kelvin a Fahrenheit	ºF = 1,8 · (K – 273,15) + 32
De Fahrenheit a Kelvin	K = (ºF – 32)/1,8 + 273,15
De Kelvin a Rankine	ºR = 1,8K
De Rankine a Kelvin	K =ºR/1,8

Escala Rankine

A escala Rankine é uma escala termométrica baseada em graus Fahrenheit, que é a unidade anglo-saxônica de temperatura. Portanto, a escala Rankine usa a escala Fahrenheit, mas começa no zero absoluto, então zero grau Rankine é equivalente ao zero absoluto de temperatura.

O símbolo para graus Rankine é ºR, embora ºRa também seja usado algumas vezes.

Aqui estão alguns exemplos de temperaturas características expressas na escala Rankine:

0 ºR: temperatura zero absoluto, equivalente a 0 K.
491,67 ºR: ponto de fusão da água, igual a 0 ºC.
558,27 ºR: temperatura normal do corpo humano, que normalmente é de 37 ºC.
671,64 ºR: ponto de ebulição da água, que é igual a 100 ºC

As fórmulas para passar da escala Rankine para outra escala termométrica (e vice-versa) são as seguintes:

Conversão de unidades de temperatura	Fórmula
De Rankine a Fahrenheit	ºF = ºR – 459,67
De Fahrenheit a Rankine	ºR = ºF + 459,67
De Rankine a Kelvin	K =ºR/1,8
De Kelvin a Rankine	ºR = 1,8K
De Rankine a Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8
De Celsius a Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)

Temperatura absoluta e escalas de temperatura relativa

Acabamos de ver o significado de uma escala de temperatura absoluta, porém, uma escala termométrica também pode ser relativa. Nesta seção veremos como esses dois tipos de escalas de temperatura diferem.

A diferença entre as escalas de temperatura absoluta e as escalas de temperatura relativa é o valor que elas tomam como referência. As escalas de temperatura absoluta começam na temperatura zero absoluto, enquanto as escalas de temperatura relativa têm uma temperatura arbitrária como o zero da escala.

Assim, as escalas de temperatura relativa mais utilizadas são:

Escala Celsius : esta é a escala termométrica mais utilizada no dia a dia. Baseia-se nas temperaturas de fusão e ebulição da água, que são 0ºC e 100ºC respectivamente.
Escala Fahernheit : escala termométrica utilizada na maioria dos países de origem anglo-saxônica. Zero na escala Fahrenheit corresponde a -17,78 ºC, da mesma forma, 1,8 graus Fahrenheit equivale a 1 grau Celsius.

As fórmulas para conversão entre diferentes escalas de temperatura são as seguintes:

Conversão de escala de temperatura	Fórmula
De Celsius a Kelvin	K = ºC + 273,15
De Kelvin a Celsius	ºC = K – 273,15
De Celsius a Fahrenheit	ºF = ºC · 1,8 + 32
De Fahrenheit a Celsius	ºC = (ºF – 32)/1,8
De Kelvin a Fahrenheit	ºF = 1,8 · (K – 273,15) + 32
De Fahrenheit a Kelvin	K = (ºF – 32)/1,8 + 273,15
De Celsius a Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)
De Rankine a Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8
De Fahrenheit a Rankine	ºR = ºF + 459,67
De Rankine a Fahrenheit	ºF = ºR – 459,67
De Kelvin a Rankine	ºR = 1,8K
Rankine em Kelvin	K =ºR/1,8
Celsius para Rankine	ºR = 1,8·(ºC + 273,15)
Rankine para Celsius	ºC = (ºR – 491,67)/1,8