Planejativo

Escalas termométricas

Luz e Câmara de orifício

Espelhos planos

Espelhos esféricos

Determinação analítica da imagem

Refração

Dioptro plano, Ângulo limite e Reflexão total

Prismas

Lentes esféricas

Construção analítica das imagens e Estudo dos sinais

Vergência e Óptica da Visão

Instrumentos ópticos

Ondulatória: Visão geral e Equação fundamental

Fenômenos ondulatórios

Ondas estacionárias em cordas e tubos sonoros

Acústica, fenômenos sonoros e instrumentos musicais

Efeito doppler

Temperatura, Calor e Energia térmica

Dilatação térmica

Calor sensível

Calor latente e Mudança de fase

Diagramas de fase

Propagação do calor

Estudo do gás ideal

Cinética dos gases, Energia interna e Trabalho de um gás

Primeira lei da termodinâmica

Ciclos, Máquinas térmicas e Rendimento

Ciclo de Carnot e a Segunda lei da termodinâmica

Princípios da óptica geométrica

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

Um breve mapa mental com as conversões entre as principais escalas termométricas descritas. Fonte na própria imagem.

A medição regular e precisa da temperatura é fundamental em diversas áreas da vida cotidiana e em contextos científicos e industriais. A capacidade de medir e monitorar a temperatura de maneira confiável permite o controle de processos, a manutenção da saúde e o bem-estar, a garantia da qualidade e a segurança em ambientes variados.

Em medicina, por exemplo, a medição da temperatura corporal é essencial para diagnosticar doenças e monitorar a resposta a tratamentos. No setor industrial, a medição da temperatura é crucial para controlar processos de fabricação, manter o funcionamento adequado das máquinas e garantir a qualidade dos produtos. Já na área de pesquisa científica, a temperatura é uma variável importante em experimentos e análises de fenômenos naturais.

Dada a importância de medir a temperatura, foram desenvolvidas várias escalas termométricas ao longo da história. Atualmente, há três escalas termométricas principais utilizadas globalmente: Celsius (°C), Fahrenheit (°F) e Kelvin (K). Cada uma dessas escalas tem suas características e aplicações específicas, e é crucial conhecê-las e compreender suas conversões para garantir a precisão e a consistência das medições de temperatura em diferentes contextos e regiões. Neste estudo, exploraremos essas três escalas termométricas principais e aprenderemos como utilizá-las adequadamente.

Anders Celsius (1701-1744): Astrônomo sueco que desenvolveu a escala Celsius de medição de temperatura, amplamente utilizada em todo o mundo e relacionada ao comportamento da água. Fonte: 

A escala Celsius, também conhecida como centígrada, é uma das escalas termométricas mais amplamente utilizadas em todo o mundo. Esta escala foi desenvolvida pelo astrônomo sueco Anders Celsius em 1742 e tem como característica principal a divisão da escala em 100 partes iguais, chamadas de graus Celsius (°C).

A escala Celsius é adotada em grande parte do mundo, especialmente em países que seguem o sistema métrico, e é frequentemente utilizada em contextos científicos, industriais e cotidianos.

Um aspecto importante da escala Celsius é a sua relação com o comportamento da água. Nesta escala, o ponto de congelamento da água, sob pressão atmosférica padrão, é de 0 °C, enquanto o ponto de ebulição é de 100 °C. Esses dois pontos de referência são usados para definir a escala e facilitam a compreensão das medições de temperatura em relação ao comportamento da água, uma substância comum e essencial na vida cotidiana e em muitos processos industriais e científicos.

A escala Celsius é especialmente útil por ser fácil de entender e aplicar, e por se relacionar diretamente com as propriedades da água, o que a torna uma escolha comum e prática para medições de temperatura.

Daniel Gabriel Fahrenheit (1686 - 1736) foi um físico, inventor e cientista alemão-polonês, mais conhecido por desenvolver a escala de temperatura Fahrenheit. Ele também é responsável pela invenção do termômetro de mercúrio, um instrumento amplamente utilizado para medir a temperatura até o surgimento de termômetros digitais. Fonte: 

A escala Fahrenheit é uma escala termométrica que foi proposta por Daniel Fahrenheit em 1724. Ela é mais comumente usada nos Estados Unidos e em alguns países do Caribe. Nessa escala, os pontos relevantes da água são:

A escala Fahrenheit possui intervalos diferentes em comparação com a escala Celsius, tornando as conversões entre as duas escalas um pouco menos intuitivas. A diferença entre as temperaturas de congelamento e ebulição da água é de 180 graus Fahrenheit (212-32), enquanto na escala Celsius, essa diferença é de 100 graus.

William Thomson, mais conhecido como Lorde Kelvin (1824 - 1907), foi um físico, matemático e engenheiro britânico que se destacou por seu trabalho em termodinâmica. Ele é mais conhecido por desenvolver a escala Kelvin de temperatura, que estabelece o zero absoluto como ponto de partida e é amplamente utilizada em ciências e engenharia. Fonte: 

A escala Kelvin é uma escala termométrica proposta por William Thomson, também conhecido como Lord Kelvin, em 1848. Essa escala é amplamente utilizada no campo da ciência e em cálculos envolvendo termodinâmica e física de baixas temperaturas. Os pontos relevantes da água nesta escala são:

Na escala Kelvin, não há graus, e sim "Kelvins" (K), e ela não utiliza o símbolo "°". A principal característica dessa escala é que seu ponto de partida, o zero absoluto, corresponde à menor temperatura teoricamente possível. No zero absoluto (0 K), as partículas de um sistema atingem o menor nível de energia cinética e, consequentemente, o menor estado de agitação possível.

O zero absoluto equivale a -273,15°C na escala Celsius e -459,67°F na escala Fahrenheit. Essa escala é particularmente útil em aplicações científicas e técnicas, pois permite cálculos mais simples, especialmente quando se trata de fenômenos que envolvem energia térmica e transferência de calor.

Ou seja, os pontos importantes de cada escala são:

Para converter a temperatura de uma escala para outra, podemos usar a regra de três com base nos pontos de referência da água, ou seja, o ponto de fusão e o ponto de ebulição. Aqui estão as etapas para converter temperaturas entre as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin usando esses pontos de referência:

Suponha que você queira converter uma temperatura de Celsius para Fahrenheit. Primeiro, estabeleça a proporção entre as diferenças de temperatura nas duas escalas:

(Celsius - 0) / (100 - 0) = (Fahrenheit - 32) / (212 - 32)

Agora, basta inserir a temperatura em Celsius que deseja converter e resolver a equação para encontrar a temperatura em Fahrenheit.

A conversão de Celsius para Kelvin é mais simples, pois basta somar 273,15 à temperatura em Celsius:

Celsius = [(Fahrenheit - 32) / (212 - 32)] × (100 - 0)

Essas são as etapas para converter temperaturas entre as escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin usando os pontos de referência da água. Basta aplicar as fórmulas adequadas para obter a temperatura desejada na escala de destino.

Na tabela abaixo, vemos como converter de uma escala para outra usando algumas regras pré-estabelecidas: