Conversor de Temperatura (°C, °F, K)
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A temperatura é a medida da energia cinética média das partículas de uma substância, e a civilização humana desenvolveu várias escalas distintas para a quantificar, cada uma com a sua própria origem histórica e âmbito de utilização. A escala Fahrenheit, proposta pelo físico alemão Daniel Gabriel Fahrenheit em 1724, foi a primeira escala de temperatura padronizada a ser amplamente adotada. Fahrenheit baseou a sua escala em três pontos de referência: o ponto de congelação de uma solução de salmoura (0 °F), o ponto de congelação da água pura (32 °F) e uma aproximação da temperatura do corpo humano (96 °F, mais tarde revista para 98,6 °F). A escala era prática para a meteorologia e a medicina no século XVIII, mas os seus pontos de referência são hoje considerados arbitrários. A escala Celsius, introduzida pelo astrónomo sueco Anders Celsius em 1742 e mais tarde invertida para a sua forma moderna por Carl von Linné, está ancorada nas transições de fase da água pura: 0 °C para a congelação e 100 °C para a ebulição à pressão padrão. Esta elegante simplicidade tornou a escala Celsius o padrão científico e internacional.
Exemplos
100 °C
212 °F · 373.15 K
Ponto de ebulição da água ao nível do mar.
37 °C
98.6 °F
Temperatura normal do corpo humano.
0 °C
32 °F · 273.15 K
Ponto de congelação da água; o zero absoluto é −273,15 °C.
Perguntas frequentes
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Quem inventou as escalas Celsius e Fahrenheit?
Quando é que os cientistas usam Kelvin em vez de Celsius?
Quais são as fórmulas exatas de conversão entre as quatro escalas?
Porque é que Fahrenheit usa números tão estranhos como 32 e 212?
O que é o zero absoluto e pode ser alcançado?
Existe alguma temperatura em que Celsius e Fahrenheit coincidem?
Como é que isto se compara com o conversor de unidades de uma app de calculadora?
Que valores de temperatura vale a pena saber de cor?
Os graus Kelvin têm o mesmo tamanho que os graus Celsius?
Sobre Conversor de Temperatura (°C, °F, K)
A escala Kelvin, batizada em homenagem ao físico irlandês-escocês William Thomson (Lord Kelvin), que a propôs em 1848, é o alicerce da termodinâmica. Ao contrário de Celsius e Fahrenheit, que usam pontos de referência arbitrários, Kelvin começa no zero absoluto, a temperatura teórica à qual todo o movimento molecular cessa. O zero absoluto é 0 K, equivalente a -273,15 °C ou -459,67 °F. Como Kelvin começa no mínimo físico, é usada exclusivamente em contextos científicos: cálculos das leis dos gases, radiação de corpo negro, criogenia, astrofísica e qualquer aplicação em que uma razão de temperaturas faça sentido. A escala Rankine é o equivalente imperial de Kelvin, começando no mesmo zero absoluto mas usando graus do tamanho dos Fahrenheit, encontrando-se sobretudo na engenharia aeroespacial e termodinâmica dos EUA.
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Uma confusão comum entre estudantes é que a escala Kelvin não leva símbolo de grau (escreves 300 K, não 300 °K), porque Kelvin é uma escala absoluta com um zero verdadeiro, tal como escrevemos 5 kg e não 5 °kg. Outro tropeço é que o tamanho de um grau Kelvin é igual a um grau Celsius, pelo que as diferenças de temperatura são idênticas em ambas as escalas (uma variação de 10 °C é também uma variação de 10 K), mas uma temperatura em Celsius será sempre 273,15 inferior ao seu equivalente em Kelvin. As diferenças de temperatura em Fahrenheit requerem um fator de escala adicional de 9/5 em relação a Celsius.
Salmoura, calor corporal e zero absoluto: as surpreendentes origens das escalas de temperatura
Daniel Gabriel Fahrenheit era um hábil fabricante de instrumentos, e a escala que tem o seu nome foi um avanço no início do século XVIII simplesmente por ser reproduzível. Antes das escalas padronizadas, cada fabricante de termómetros usava os seus próprios pontos de referência, e os termómetros de diferentes fabricantes eram inúteis para a comparação científica. Fahrenheit escolheu três pontos que conseguia recriar de forma fiável na sua oficina: a temperatura de uma mistura de gelo, salmoura e sal (0 °F), o ponto de congelação da água comum (32 °F) e a temperatura do corpo humano (inicialmente calibrada em 96 °F). Os seus termómetros de mercúrio tornaram-se os instrumentos mais precisos da sua época e foram amplamente adotados em Inglaterra e nos Países Baixos. A escala só mais tarde foi ajustada para colocar o ponto de ebulição da água exatamente em 212 °F, o que deslocou ligeiramente a temperatura corporal para os famosos 98,6 °F.
Lord Kelvin, nascido William Thomson em Belfast em 1824, chegou ao conceito de uma escala de temperatura absoluta através da teoria termodinâmica. Em 1848, baseando-se no trabalho de Carnot e Clausius, propôs uma escala em que o zero correspondia à ausência total de energia térmica, um ponto que podia ser calculado teoricamente mesmo que nunca fosse alcançado fisicamente. A escala Kelvin foi definida em 1954 usando o ponto triplo da água (a temperatura e pressão únicas em que a água, o gelo e o vapor de água coexistem) como único ponto de referência fixo, fixado em exatamente 273,16 K. Em 2019, a definição foi revista mais uma vez: Kelvin é agora definida fixando o valor da constante de Boltzmann, ligando a temperatura diretamente à física fundamental da energia ao nível molecular.
A escala Rankine, inventada pelo engenheiro escocês William John Macquorn Rankine em 1859, combina o ponto de partida do zero absoluto de Kelvin com o tamanho de grau de Fahrenheit. Continua a ser usada em certos ramos da engenharia dos EUA, em particular nos cálculos termodinâmicos para a propulsão aeroespacial, onde os engenheiros formados em unidades imperiais ainda a acham mais natural do que Kelvin. Uma temperatura de 0 °F corresponde a 459,67 graus Rankine, e a temperatura ambiente padrão de 68 °F equivale a 527,67 °R. Fora da engenharia aeroespacial e de climatização dos EUA, a escala Rankine raramente é encontrada hoje em dia.