Escala de temperatura e sensações térmicas

Em nosso dia-a-dia, estamos acostumados a ter as sensações de quente ou de frio ao encostarmos em alguns objetos. São sensações térmicas. Estamos acostumados a associar essas sensações térmicas com o conceito de temperatura. Dizemos, por exemplo, que a temperatura de uma pedra de gelo é mais baixa que a de uma carne assada que acabou de ser retirada do forno.

Imagine-se num local de piso cerâmico. Você tira os calçados e as meias e, descalço, coloca um pé sobre um tapete e o outro diretamente sobre o piso cerâmico. Num dos pés você terá a sensação de frio e no outro não. Faça esse experimento!

Acontece que tanto o tapete quanto o piso cerâmico estão na mesma temperatura! Isso prova que, nem sempre o nosso tato é totalmente confiável para comparar a temperatura de dois objetos.

É necessário um método científico para fazer a medida da temperatura de um objeto e expressá-la por meio de uma escala numérica. Foi assim que surgiu o conceito de escala de temperatura.

Dilatação e contração térmica

Uma maneira comum de construir uma escala de temperatura é usar algum material que tenha propriedades que dependam da temperatura.

Considere, por exemplo, uma barra de metal sendo aquecida numa chama, como mostra a figura ao abaixo. Verifica-se que, à medida que é aquecida, a barra tem seu comprimento aumentado. O aumento do volume de uma material provocado pelo aquecimento se chama dilatação térmica.

Interrompido o aquecimento, a barra irá resfriando gradualmente e, enquanto isso ocorre, irá voltando ao volume original. A redução do comprimento de um material quando sua temperatura diminui é denominada contração térmica. Se a barra for colocada na geladeira, continuará a resfriar e sofrer contração térmica.

A ocorrência da dilatação e da contração térmicas nos permite afirmar que o comprimento de uma barra de metal depende da temperatura. É possível, portanto, usar essa barra para construir, um termômetro. A cada comprimento seria associado uma temperatura. Mas o comprimento de uma barra de metal sólido, durante o aquecimento ou resfriamento, geralmente varia muito pouco.

Os termômetros mais comuns se baseiam nos conceitos de dilatação e de contração térmicas, só que em vez de uma barra sólida se utiliza uma coluna de líquido, que geralmente é álcool colorido ou mercúrio.

Quando submetidas a diferentes temperaturas, a coluna de líquido muda consideravelmente de volume. Quanto maior o comprimento da coluna, maior a dilatação sofrida e, portanto, mais alta é a temperatura.