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Introdução à química geral
Nessas equações, 32 é um número definido e, portanto, é tratado como se tivesse um número infinito de zeros após a vírgula decimal. (Ver Apêndice 2.)
ºC
5 (ºF 32) 9
Exemplo 1.2 Conversão de temperatura A temperatura normal do corpo é 98,6 ºF. Converter essa temperatura em Celsius.
Estratégia Fahrenheit
Celsius
Kelvin
Ponto de ebulição normal da água
212°
100°
373
Usamos a fórmula de conversão que leva em conta o fato de que o ponto de congelamento da água é igual a 32 ºF.
Temperatura normal do corpo
98,6°
37°
310
Solução
32°
0°
273
–40°
–40°
233
Ponto de congelamento normal da água
ºC
5 5 (98,6 32) (66,6) 37,0 ºC 9 9
Problema 1.2 Converta: (a) 64,0 ºC em Fahrenheit
Zero absoluto
–459°
–273°
0
FIGURA 1.4 Três escalas de
temperatura.
Método de Conversão de Unidades Procedimento em que as equações são montadas de modo que as unidades não desejadas são canceladas e somente as desejadas permanecem.
(b) 47 ºF em Celsius
A Figura 1.4 mostra a relação entre as escalas Fahrenheit e Celsius. Uma terceira escala de temperatura é a escala Kelvin (K), também chamada escala absoluta. O tamanho de 1 grau Kelvin é o mesmo do grau Celsius; a única diferença é o ponto zero. A temperatura 273 ºC é tomada como o ponto zero na escala Kelvin, o que torna a conversão entre Kelvin e Celsius muito fácil. Para ir de Celsius a Kelvin, apenas adicione 273; para ir de Kelvin a Celsius, subtraia 273: K ºC 273 ºC K 273 A Figura 1.4 também mostra a relação entre as escalas Kelvin e Celsius. Observe que não usamos o símbolo de grau na escala Kelvin: 100 ºC é igual a 373 K, e não a 373 ºK. Por que 273 ºC foi escolhido como o ponto zero na escala Kelvin? Porque 273 ºC ou 0 K é a temperatura mais baixa possível. Por causa disso, 0 K é chamado de zero absoluto. A temperatura reflete o movimento das moléculas. Quanto mais lentamente elas se movem, mais frio. No zero absoluto, as moléculas param completamente de se movimentar. Assim, a temperatura não pode descer ainda mais. Dependendo do objetivo, é conveniente ter uma escala que começa na temperatura mais baixa possível, e a escala Kelvin satisfaz essa necessidade. Kelvin é uma unidade do SI. É muito importante ter uma ideia dos tamanhos relativos das unidades no sistema métrico. Geralmente, enquanto fazemos cálculos, a única coisa que poderia nos dar uma pista de que cometemos algum erro é a compreensão dos tamanhos das unidades. Por exemplo, se você está calculando a quantidade de uma substância química dissolvida em água e chega a 254 kg/mL como resposta, será que faz sentido? Se você não tiver nenhuma ideia sobre o tamanho de 1 quilograma ou de 1 mililitro, não saberá. Se perceber que 1 mililitro é aproximadamente o volume de um dedal e que um pacote padrão de açúcar deve pesar 2 kg, então perceberá que não há como colocar 254 kg num dedal de água e saberá que cometeu um erro.
1.5 Qual é a melhor maneira de converter uma unidade em outra? Frequentemente precisamos converter a medida de uma unidade em outra. A melhor e mais segura forma de fazer isso é pelo Método de Conversão de Unidades, no qual se adota a seguinte regra: quando multiplicamos números, também multiplicamos unidades, e quando dividimos números, também dividimos unidades. Para conversões entre uma unidade e outra, sempre é possível estabelecer duas frações denominadas fatores de conversão. Suponha que queiramos converter o peso de um objeto