• Que existem diferentes escalas termométricas e seu contexto histórico.
• As diferenças entre os pontos fixos nas escalas termométricas Celsius, Kelvin e Fahrenheit . 
• Como relacionar, por meio de equações, as temperaturas nas escalas Celsius, Kelvin e Fahrenheit   .

• Temperatura,
• Como funcionam as escalas termométricas. 

1. Escalas Termométricas diferentes.

No Brasil quando se fala em graus subentende-se que a unidade é graus Celsius, também popularmente chamada de graus centígrados. Em alguns países como Estados Unidos usa-se graus Fahrenheit . Qual a diferença?

2. Ouça e reflita:

Exiba o audio a seguir " Termodinâmica e termologia". Nele ocorre um diálogo entre dois filhos e o Pai que está em viagem ao exterior, onde o termômetro registra a temperatura em uma escala diferente da nossa  : 

Termodinâmica e termologia: Visões da matéria e energia - Parte I 

3. Atividade com os termômetros das duas escalas:

3.1. Levantamento de hipóteses:

Apos assistir escutar o audio  e baseado em nossos conhecimentos cotidiano vamos levantar algumas hipóteses:

1. As escalas Fahrenheit e Celsius são escalas termométricas?
2. Estas escalas tem valores numéricos distintos em diversas temperaturas?
3. Em qual das escalas o valor para a temperatura do corpo humano tem valor numérico maior?
4. Existe uma equação que relaciona estas duas escalas?
5. É possível construir um gráfico onde uma escala esta em função da outra?

3.2. Comparando as escalas:

Distribua cópias da figura 1. que exibe um termômetro nas principais escalas, de escala dupla ou apresente pelo computador a mesma para o aluno realizar a seguinte investigação usando esta imagem.

Figura 1 um termômetro com diferentes escalas. Imagem de escala dupla: http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/01/escalas-termometricas.jpg

Os alunos divididos em grupos de no máximo 5 alunos irão observar a imagem da figura 1 para realizar as atividades seguintes:

1. Os alunos devem focar nas escalas Celsius e Fahrenheit.
2. Complete a tabela abaixo com os valores correspondentes observados pelas escalas Celsius e Fahrenheit da figura 1.

3.3. Construindo o gráfico da escalas:

1. Após completar a tabela, faça um gráfico onde o eixo horizontal representa os valores em Celsius e o eixo vertical os valores em Fahrenheit.
2. Para a construção do gráfico providencie papel quadriculado e marque em cada folha os valores de graus Celsius e Fahrenheit, como sugere a figura 2 a seguir.

Figura 2. Gráfico que relaciona a escala Celsius e Fahrenheit, modelo de construção dos valores das abcissas e ordenadas. Imagem por  Daniel R Ventura. 

4. Interpretando o gráfico:

Pelo gráfico deve ser observado alguns aspectos interessantes das duas escalas, promova a discussão das questões a seguir. 

Cada grupo deve discutir e realizar anotações das respostas sobre as seguintes questões, ao final um representante deverá apresentar, de forma sucinta, a resposta para cada questão:

4.1. Observe o gráfico e veja que os valores negativos em Celsius correspondem a valores positivos em Fahrenheit. Discuta em grupo, a partir de que temperatura em graus Celsius o termômetro Fahrenheit registrará valores negativos. 

Resposta esperada: Pelos termômetros da figura 1,  observa que para valores abaixo de -20^oC os valores de temperatura nas duas escalas passam a marcar valores negativos, antes disso embora a escala Celsius já estivesse negativa a Fahrenheit não estava. Sendo assim, na maioria das cidades do mundo, mesmo quando a temperatura na escala Celsius atinge valores abaixo de zero, na escala Fahrenheit ainda os valores registrados são positivos.  

4.2. Observem pelas figuras 1 e 2  qual o valor correspondente na escala Fahrenheit para uma variação de 10 graus na escala Celsius. Para facilitar desloque de 0 a 10 na escala Celsius, qual  o deslocamento na escala Fahrenheit.

Resposta esperada: Veja na figura 1 que quando há uma variação de 0 a 10 ^O na escala Celsius, na escala Fahrenheit varia de 32 a 50 ^o, isto é, uma variação de 10 ^oC = 18 ^oF. 

4.3. Em algumas cidades do Brasil a amplitude térmica anual é muito grande. Veja o texto do endereço http://aprendendoporai.blogspot.com.br/2009/06/amplitude-termica.html , que exibe para Santa Maria RS uma amplitude de 40^oC . Se usasse um termômetro de escala Fahrenheit qual seria esta amplitude?  

4.4. Extrapolando para pontos além da variação mostrada na figura 1.  Se prolongarmos o gráfico para um valor de 150 graus Celsius, ele corresponderá a que valor na escala Fahrenheit?

4.5. Relacione sua temperatura corporal nas duas escalas.

4.6. Se dissermos que a temperatura local é de 38 graus, o que falta para esta informação ficar completa? 

Resposta esperada: Não podemos dar o valor de uma grandeza física sem a unidade, pois a temperatura pode ser medida por diferentes termômetros. Tem que colocar se é Celsius, Fahrenheit ou outra unidade. 

Uma aula completa sobre esclas pode ser acessada no portal do professor:

http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=34502

As escalas históricos e algumas complementações sobre termometria pode ser obtida em:

http://www.fisica.uel.br/atomol/termometros.html

Um vídeo detalha como relacionar as escalas e dá exemplos numéricos  :

http://www.youtube.com/watch?v=dsSRAGopAAY

O site abaixo traz a história das diferentes escalas e onde elas são utilizadas, pesquise e saiba mais. 

http://www.if.ufrgs.br/cref/leila/escala.htm

Com este estudo o aluno deve saber ao final que :

• Exitem escalas diferentes e como construir uma escala diferente usando os pontos fixos de fusão do gelo e de ebulição da água.
• Relacionar as escalas Celsius e Fahrenheit. Para isto basta fazer uma relação matemática de proporcionalidade, como pode ser observado na figura 5 da aula do portal do professor a seguir: http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=34502. 
• Saber o porquê da existência de diferentes escalas e seu contexto histórico.