O que é a escala Kelvin – Temperatura absoluta – Definição

Balanças de temperatura

Ao usar um termômetro, precisamos marcar uma escala na parede do tubo com números. Temos que definir uma escala de temperatura . Uma escala de temperatura é uma maneira de medir a temperatura em relação a um ponto inicial (0 ou zero) e uma unidade de medida .

Esses números são arbitrários e, historicamente, muitos esquemas diferentes têm sido usados. Por exemplo, isso foi feito definindo algumas ocorrências físicas em determinadas temperaturas – como os pontos de congelamento e ebulição da água  – e definindo-as como 0 e 100, respectivamente.

Existem várias escalas e unidades para medir a temperatura. Os mais comuns são:

• Celsius (indicado em C),
• Fahrenheit (indicado como F),
• Kelvin (denotado K; especialmente na ciência).

Escala Kelvin – Temperatura Absoluta

A escala de temperatura Kelvin é a unidade base da medição termodinâmica de temperatura no Sistema Internacional (SI) de medição. A escala Kelvin foi determinada com base na escala Celsius, mas com um ponto de partida no zero absoluto . As temperaturas na escala Kelvin são 273 graus menores que na escala Celsius. O kelvin é definido como a fração 1⁄273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água. Por acordo internacional, o ponto triplo da água recebeu um valor de 273,16 K (0,01 ° C; 32,02 ° F) e uma pressão de vapor parcial de 611,66 pascal (6,1166 mbar; 0,0060366 atm). Em outras palavras, é definido de modo que o ponto triplo da água seja exatamente 273,16 K.

Observe que a unidade na escala absoluta é Kelvins, não graus Kelvin. Foi nomeado em homenagem a Lord Kelvin, que teve muito a ver com o desenvolvimento da medição de temperatura e termodinâmica.

A escala de temperatura absoluta que corresponde à escala Celsius é chamada de escala Kelvin (K), e a escala absoluta que corresponde à escala Fahrenheit é chamada escala Rankine (R). Os zero pontos nas duas escalas absolutas representam o mesmo estado físico. As relações entre as escalas de temperatura absoluta e relativa são mostradas nas seguintes equações.

Kelvin – Celsius

K = ° C + 273,15

° C = K – 273,15

Rankine – Fahrenheit

R = ° F + 460

° F = R – 460

Zero absoluto

Essa escala tem como ponto zero . A temperatura teórica mais fria é chamada zero absoluto , na qual o movimento térmico de átomos e moléculas atinge seu mínimo. Este é um estado no qual a entalpia e a entropia de um gás ideal resfriado atingem seu valor mínimo, tomado como 0. Classicamente , esse seria um estado de imobilidade , mas a incerteza quântica determina que as partículas ainda possuem uma energia finita de ponto zero . O zero absoluto é indicado como 0 K na escala Kelvin, -273,15 ° C na escala Celsius e -459,67 ° F na escala Fahrenheit.

Zero absoluto e terceira lei da termodinâmica

A terceira lei da termodinâmica declara:

A entropia de um sistema se aproxima de um valor constante, à medida que a temperatura se aproxima do zero absoluto.
Com base em evidências empíricas, esta lei afirma que a entropia de uma substância cristalina pura é zero no zero absoluto da temperatura, 0 K e que é impossível por meio de qualquer processo, não importa o ideal, reduzir a temperatura de um sistema para zero absoluto em um número finito de etapas. Isso nos permite definir um ponto zero para a energia térmica de um corpo.