Redefinição da Unidade de Base para Temperatura

A temperatura é uma das medidas mais importantes e onipresentes na vida humana. Durante séculos, os sistemas, as tecnologias, os métodos e as unidades, usados ​​para quantificá-la e expressá-la, passaram continuamente por melhorias.

Na vida cotidiana, a escala de temperatura Kelvin - batizada em homenagem ao célebre físico britânico Lord Kelvin (1824–1907) - raramente aparece. No entanto, a unidade de medida kelvin é a escala termométrica empregada oficialmente no Sistema Internacional de Unidades (SI).

As pessoas estão mais familiarizadas com as unidades de medida grau Celsius e grau Fahrenheit, que são usadas para medições de temperatura mais práticas, como em previsões do tempo, preparação de alimentos, fabricação, etc. Historicamente, ambas as escalas estão definidas em pontos centrais, como o ponto de derretimento do gelo, a temperatura do corpo humano ou o ponto de ebulição da água. A unidade grau Celsius é aceitável no SI, enquanto que o grau Fahrenheit não é aceitável no SI.

Observe que a unidade kelvin (símbolo K) não é expressa em graus (símbolo °), ao contrário das escalas Celsius e Fahrenheit, onde as temperaturas possuem unidades definidas como grau Celsius e grau Fahrenheit. É usada sozinha para descrever a temperatura. Por exemplo, “o mercúrio perde toda a resistência elétrica a uma temperatura de 4,2 kelvins ou 4,2 K”. A designação grau centígrado, notação antiga para unidade de temperatura, foi abolida pelo SI em 1948, assim sendo, não pode ser utilizada como sinônimo de grau Celsius.

Uma variação de um kelvin é a mesma quantidade de variação de temperatura de um grau Celsius, mas a escala Kelvin é "absoluta" no sentido de que começa no zero absoluto, ou o que Kelvin e outros cientistas chamaram de "frio infinito". 

A Tabela 1 que segue mostra alguns valores de referências comuns de temperatura e na Tabela 2 encontra-se algumas das fórmulas para conversões exatas entre as escalas de temperatura.

Temperatura	kelvin (K)	grau Celsius (°C)	grau Fahrenheit (°F)
Ponto de ebulição da água	373,15	100	212
Ponto de derretimento do gelo	273,15	0	32
Temperatura média ambiente	294	21	70
Zero absoluto	0	- 273,15	- 459,67

Tabela 1 - Valores de referências comuns de temperatura

De	Para kelvin	Para grau Celsius	Para grau Fahrenheit
kelvin (K)	K	K - 273,15	(K - 273,15) x 1,8 + 32
grau Celsius (°C)	°C + 273,15	°C	(°C x 1,8) + 32
grau Fahrenheit (°F)	(°F - 32) / 1,8 + 273,15	(°F - 32) / 1,8	°F

Tabela 2 - Conversões de temperaturas

O conceito de escala de temperatura absoluta é poderoso e é diferente de simplesmente temperatura relativa, na qual se fala em objetos que são mais quentes ou mais frios do que qualquer outra coisa. A temperatura termodinâmica absoluta de um objeto fornece informações sobre quanta energia média de movimento (energia cinética) seus átomos e moléculas possuem.

A escala Kelvin é amplamente usada na ciência, particularmente nas ciências físicas.

Na vida cotidiana, é mais frequentemente encontrada como a “temperatura de cor” de uma lâmpada. Uma lâmpada incandescente, hoje obsoleta, que emite luz amarelada, tem uma temperatura de cor de cerca de 3.000 K. Dito de outra forma, isso significa que seu espectro amarelado se parece muito com o que um objeto quente a uma temperatura de 3.000 K irradiaria naturalmente. Uma lâmpada com uma temperatura de cor de 5.000 K a 5.600 K, que contém mais luz azul, é normalmente rotulada de "luz do dia" ou "espectro total" porque a temperatura da superfície do Sol é de cerca de 5.800 K. Muitas lâmpadas LED hoje em dia disponíveis caem dentro desta faixa ou ainda mais alto.

Em 1954, o Kelvin foi definido como igual à fração 1/273,16 da temperatura termodinâmica do ponto triplo da água - o ponto em que água, gelo e vapor de água coexistem em equilíbrio. Recentemente, a unidade kelvin foi redefinida em termos da constante de Boltzmann, que relaciona a quantidade de energia termodinâmica em uma substância à sua temperatura. Quando o SI revisado foi aprovado pelo Comitê Internacional de Pesos e Medidas (CIPM), em novembro de 2018, a nova definição tornou-se:

"O kelvin, símbolo K, é a unidade SI de temperatura termodinâmica. A sua magnitude é definida fixando-se valor numérico da constante de Boltzmann para ser exatamente igual a 1,380649 × 10^-23  J K^-1 (joule por kelvin) ou (kg m² s^–2 K^–1)".

Fonte: NIST e BIPM

Crédito: NIST
Célula de Ponto Triplo
Uma célula de ponto triplo é um recipiente de vidro selado contendo água de uma composição isotópica específica. Adicionar uma mistura de gelo seco e álcool em um poço aberto no centro da célula faz com que a água ao redor congele em um manto de gelo. A célula agora contém três fases de água em equilíbrio - líquida, gasosa e sólida.