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Saber converter graus Celsius em Kelvin é essencial para todo estudante de química, física ou biologia, pois a temperatura é uma variável que intervém em praticamente todos os fenômenos naturais. Essa conversão é muito fácil, pois ambas as escalas diferem apenas na posição do zero da escala. Porém, fica mais fácil entender e, principalmente, lembrar se você entender de onde vêm e como são usadas as duas escalas.
Escala Celsius (°C)
É uma escala de temperatura inventada em 1742 por Anders Celsius, um astrônomo sueco. Esta escala é estabelecida com base nos pontos de congelamento e ebulição da água ao nível do mar. O ponto de congelamento da água é o ponto de referência ao qual foi atribuída a temperatura de 0 °C , enquanto o ponto de ebulição foi atribuído à temperatura de 100 °C , razão pela qual foi originalmente chamada de escala de temperatura centígrada, denominação que ainda hoje existe. perdura até hoje em uso comum.
A escala Celsius é uma escala de temperatura relativa. Isso significa que ele não mede a temperatura absoluta de um corpo, mas apenas expressa o quanto sua temperatura está mais alta ou mais baixa em relação à temperatura de referência, no caso, o ponto de fusão ou congelamento da água. A segunda temperatura de referência é usada para determinar o “tamanho” do grau Celsius.
O Kelvin e a escala de temperatura absoluta (K)
Ao contrário da escala centígrada ou Celsius, a escala Kelvin é uma escala de temperatura absoluta , pois não depende de nenhum ponto de referência. Zero na escala Kelvin realmente indica a ausência de energia térmica em um corpo. Ou seja, o 0 da escala Kelvin é o zero absoluto de temperatura, não pode haver temperatura abaixo dele. Foi estabelecido por William Thompson (também conhecido por seu nobre, Lord Kelvin) em 1848, que atribuiu a cada unidade em sua escala o mesmo tamanho que o grau na escala Celsius. Isso facilita muito a conversão de Celsius para Kelvin, pois a única diferença entre as duas escalas é a localização do zero absoluto, que corresponde a -273,15 °C.
Deve-se notar que a unidade na escala Kelvin é chamada Kelvin e seu símbolo é K ; não é chamado de “grau” Kelvin nem carrega o símbolo de grau (°). Isso porque é uma escala absoluta e não relativa. Por exemplo, 273 K é lido duzentos e setenta e três Kelvin e não duzentos e setenta e três “graus” Kelvin.
Fórmula para converter graus Celsius para Kelvin
Para transformar graus Celsius em Kelvin, basta pegar a temperatura em graus Celsius e somar 273,15. É comumente escrito:
Usando esta fórmula, °C representa a temperatura em graus Celsius (aquela que você deseja converter) e não em grau Celsius, e o resultado é diretamente em Kelvin. Para evitar confusão entre as variáveis que aparecem na equação e as unidades de temperatura, é preferível não colocar as unidades no momento da conversão, mas apenas o valor numérico. Após realizar a operação, o símbolo Kelvin (K) é colocado.
Exemplo:
Suponha que queremos converter a temperatura média do corpo humano, que é 37,00 °C, para Kelvin. O primeiro passo é substituir 37,00 por °C na fórmula (sem unidades para evitar confusão). Em seguida, a operação é executada e, finalmente, K é adicionado:
Uma forma mais correta da fórmula para converter Celsius para Kelvin
A fórmula acima, apesar de ser fácil de usar, muitas vezes causa confusão porque as unidades não podem ser incluídas, exceto no final. Para evitar isso, é preferível usar uma forma mais correta da mesma equação. Em muitos livros de física e termodinâmica, a temperatura absoluta é representada pela letra T, enquanto a temperatura relativa em graus Celsius é representada pela letra grega θ ( theta , que é t no alfabeto grego). Assim, a fórmula anterior é:
Nesse caso, K e °C representam as unidades Kelvin e graus Celsius, enquanto T e θ representam as temperaturas nas respectivas unidades. Para obter a temperatura em Kelvin (ou seja, T), basta resolver para T multiplicando ambos os lados da equação por K.
Exemplo:
Suponha que você queira transformar o ponto de ebulição do argônio, que é -185,8 °C, em Kelvin. Nesse caso, você tem θ = -185,8 °C e deseja saber o valor de T. Então, basta inserir θ na fórmula e resolver para T:
É importante observar que as unidades no primeiro termo do lado direito se anulam, de modo que o número resultante pode ser adicionado a 273,15. Agora, limpando T, que é a temperatura em Kelvin (a que queremos), obtemos:
Dicas para converter graus Celsius em Kelvin
Sempre que for feita uma conversão de unidades, é importante verificar se o resultado faz sentido, pois até o engenheiro mais experiente pode errar, mesmo ao usar fórmulas tão simples como esta. No caso das conversões de Celsius para Kelvin e vice-versa, em um caso você tem que somar 273,15 e no outro tem que subtrair, e é muito comum esquecer quando fazer um ou outro. Para garantir que a conversão seja sempre realizada corretamente, as duas dicas a seguir podem ser levadas em consideração:
- A temperatura em Kelvin deve ser sempre maior que a temperatura em graus Celsius . Por exemplo, se ao transformar 400 °C para Kelvin o resultado der 127 K, a transformação está errada, pois a temperatura em Kelvin nunca pode ser menor que a temperatura em °C.
- A temperatura em Kelvin nunca pode ser negativa , pois é uma escala absoluta e o valor mínimo é zero (sem unidades, apenas zero). Se, ao converter uma temperatura para Kelvin, o resultado for, digamos, -150 K, a conversão está errada.
A conversão reversa, de Kelvin para Celsius
Para converter de Kelvin para graus Celsius, você só precisa resolver uma das duas equações, o que envolve subtrair 273,15 de ambos os lados da fórmula:
Ou, mais corretamente,
Como converter Celsius para outras unidades
A temperatura em graus Celsius pode ser convertida em qualquer outra escala de temperatura, seja ela relativa ou absoluta. Por exemplo, você também pode converter graus Celsius em Fahrenheit (que é uma escala relativa) ou pode converter graus Celsius em Rankine (que é uma escala absoluta).
Fontes
- Atkins, P. & dePaula, J. (2008). Química Físico . (8ª ed.). Editorial Médico Panamericano.
