Uma nova escala de temperatura

por Ricardo Cavaler Bianchi

Saudações colegas e professores do curso de Licenciatura em Física do IF-SC/Araranguá. Este espaço é dedicado a publicações feitas por acadêmicos e que tragam de certa forma algum benefício a seus leitores, ou ainda ao esclarecimento de assuntos relacionados ao ensino de física. Pois bem, 2009 é considerado um ano muito importante para a ciência, haja vista a comemoração de algumas datas relevantes. Aqui se destacam os 400 anos da invenção do telescópio (Ano da Astronomia), 200 anos do nascimento de Charles Darwin (Teoria da Evolução), 40 anos da chegada do homem à Lua... É neste último cenário, reverenciando o avanço tecnológico através da ida do homem ao espaço e conseqüente pouso no solo lunar, que surge uma singela homenagem ao referente ano: 1969. Antes, porém, será abordado um assunto de relevância para a 2ª fase do curso de Física: A Termodinâmica. Este conteúdo é ministrado na disciplina de Princípios da Ciência II pelo professor Felipe Damásio e, assim como tantos outros temas da física, sugere aplicações diretas no dia-a-dia das pessoas.
Começando com o conceito de calor, entende-se este como sendo a transferência de energia de um corpo de maior temperatura para outro de menor. Já temperatura pode ser entendida como o grau de agitação das moléculas que compõem um corpo. Claro que estes são conceitos teóricos e técnicos, sendo que o entendimento literal de tais conceitos não é o objetivo principal do texto. Esta postagem pretende mostrar que a temperatura (mencionada há pouco) possui diferentes escalas para sua aferição, sendo três as mais conhecidas no meio acadêmico: Escala Celsius, Kelvin e Fahrenheit. Além disso demonstrar que é possível a construção de uma escala de temperatura própria (aqui entra a homenagem ao ano de 1969).
As escalas de temperatura têm como referência os pontos de fusão e ebulição da água. Veja a tabela a seguir e compare os valores:

Existe ainda outra informação, a de que há uma equivalência entre elas, uma razão ou fator de conversão. Essa relação será mostrada a seguir, já a manipulação matemática para se chegar a esse resultado será visto mais adiante.

(Relação de conversão entre as escalas)
Para criar uma escala de temperatura é necessário, acima de tudo, um bom nome. Para essa missão, em meio a tantas mentes brilhantes a se homenagear surgiu a Escala de Temperatura LOIRUS. O nome, claro, é decorrente do brilhantismo das “mentes loiras” nas atividades científicas, ao contrário do que as pessoas de humor negro defendem.
Bom, mas e o ano de 1969? A novidade aqui é que os pontos de fusão e ebulição da água na escala LOIRUS serão respectivamente -69 e 69. Então vamos aos cálculos de equivalência entre a nova escala e as demais, lembrando que as escalas Celsius e Kelvin merecem destaque especial. A primeira é a utilizada no Brasil e em muitos países do mundo, já a segunda é conhecida como escala absoluta e representa a unidade de temperatura no Sistema Internacional de Unidades (S.I.). Então como comparar as duas principais escalas com a nova? Veja o esquema abaixo:

Analisando o desenho acima se percebe que há um valor comum entre as escalas (X°C, XK e X°L) e, de maneira análoga à utilizada para a relação Celsius/Kelvin/Fahrenheit, pode-se estabelecer uma relação matemática com a nova escala. Para isso, basta fazer a relação entre o valor comum às três escalas envolvidas e seus respectivos valores para o ponto de fusão e ebulição da água. Tem-se então:


Dividindo os denominadores por 2:

Considerando que os valores X°C, XK e X°L representam um valor qualquer das escalas de temperatura Celsius, Kelvin e LOIRUS respectivamente, pode-se ainda substituir a variável “X” pela “T” para melhor representar o valor da Temperatura na escala desejada. Com isso a nova relação de conversão entre as escalas fica descrita assim:

É sabido que a nova escala não possui ainda grande utilidade para fins acadêmico-científicos, contudo ela demonstra que é possível adaptar a aferição de um instrumento de medida a cada realidade. Isso de certa forma é fazer ciência, sendo esta uma das principais finalidades do curso de Licenciatura em Física do IF-SC/Araranguá.