sábado, 28 de junho de 2014

Biografia de Daniel Gabriel Fahrenheit

Daniel Gabriel Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit. Nasceu em Danzig, a 24 de Maio de 1686, e, faleceu em Haia, a 16 de Setembro de 1736. Fahrenheit foi um físico e engenheiro e soprador de vidro alemão-polonês, ele é mais conhecido por ter inventado o termômetro de mercúrio (1714), e pelo desenvolvimento de uma escala de temperatura em sua homenagem. *“A sua inclinação para as investigações científicas levou-o a percorrer a Alemanha e a Inglaterra, depois do que se estabeleceu na Holanda, onde se fez fabricante de instrumentos de Física. Em 1720, concebeu a ideia de usar o mercúrio nos termômetros em vez de álcool e com isto melhorou bastante a justeza do instrumento. Dividiu a escala termométrica segundo a graduação conhecida pelo seu nome. Publicou diferentes memórias (nas Transações Filosóficas de Londres e nas Acta Eruditorum de Leipzig) sobre a temperatura de ebulição de diversos líquidos, sobre a congelação da água no vácuo, sobre o peso específico de diferentes corpos. É, sobretudo, conhecido pela invenção do areômetro e do termômetro que tem o seu nome”.

Biografia

Local de nascimento de Fahrenheit.
(imagem: Starscream).
Fahrenheit nasceu em Gdańsk, na então República das Duas Nações, para onde sua família mudou-se em 1687. Filho do mercador Daniel Fahrenheit e Concordia Fahrenheit, filha da tradicional família de comerciantes Schumann, de Gdańsk, Daniel foi o mais novo dos cinco filhos que sobreviveram à infância (dois filhos e três filhas). O avô de Daniel, Reinhold Fahrenheit vom Kneiphof, mudou-se de Königsberg para Gdańsk e se estabeleceu como mercador. Pesquisas sugerem que a família Fahrenheit é originaria de Hildesheim, entretanto eles viveram em Rostock antes de mudarem para Königsberg. Um acidente com o consumo de cogumelos venenosos causou a morte de seus pais. Entretanto, seu interesse por ciências naturais causou nele gosto pelo estudo e experimentações nesse campo. Fahrenheit foi estudar em Amsterdã, onde teve lições em química. Em 1724 tornou-se membro da Royal Society. Construiu aerômetros e deu forma definitiva ao termômetro de álcool e depois ao de mercúrio; para o último, concebeu a graduação que conservou seu nome. A escala de casas Fahrenheit ainda é utilizada nos países anglo-saxões. Quando Fahrenheit construiu seu primeiro termômetro, ele usou álcool. Depois ele passou a usar mercúrio, obtendo melhores resultados. Após examinar todos os termômetros, barômetros, higrômetros e aerômetros a que teve acesso, decidiu aperfeiçoar as técnicas de fabricação desses instrumentos, com o objetivo de obter leituras mais precisas. Suas pesquisas sobre as possíveis causas dos resultados divergentes apresentados pelos aparelhos conduziram-no a muitas descobertas importantes. Fahrenheit criou uma nova escala termométrica, cujo ponto mínimo (0 °F) determinou utilizando uma mistura de água, gelo pilado, sal e amônia. O ponto máximo é o da ebulição da água, 212 °F, e a temperatura de fusão do gelo, à pressão de uma atmosfera, corresponde a 32 °F. Fahrenheit prosseguiu suas pesquisas nos Países Baixos até a morte por intoxicação de mercúrio, em Haia, em 16 de Setembro de 1736. Fahrenheit fez muitas descobertas, mas não se tornou conhecido em todo o mundo por suas pesquisas e sim pela escala termométrica batizada com seu nome.

Grau Fahrenheit
Conversão de:
para:
Fórmula
grau fahrenheit
grau Celsius
°C = (°F - 32)/1,8
grau Celsius
grau fahrenheit
°F = °C × 1,8 + 32
grau fahrenheit
kelvin
K = (°F + 459,67) / 1,8
Kelvin
grau fahrenheit
°F = K × 1,8 - 459,67
grau fahrenheit
Rankine
°Ra = °F + 459,67
Rankine
grau fahrenheit
°F = °Ra - 459,67
grau fahrenheit
Réaumur
°Ré = (°F - 32) / 2,25
Réaumur
grau fahrenheit
°F = °Ré × 2,25 + 32

O grau fahrenheit (símbolo: °F) é uma escala de temperatura proposta por Daniel Gabriel Fahrenheit em 1724. Nesta escala:
  • o ponto de fusão da água (0 °C) é de 32°F e
  • o ponto de ebulição da água (100 °C) é de de 212°F.
Uma diferença de 1,8 °F é igual a uma diferença de 1°C.
Esta escala foi utilizada principalmente pelos países que foram colonizados pelos britânicos, mas seu uso atualmente se restringe a poucos países de língua inglesa, como os Estados Unidos e Belize. E também, muito utilizada com o povo grego, para medir a temperatura de um corpo. Jakelinneh Devocerg, mulher francesa que criou a teoria "Fahrenheit Devocerg" que para passar de celsius para fahrenheit se usa sempre 1,8. Ex: f= 137* e c=20* f+137-20+c.1,8 fc=117.1,8=1,20202020. Para uso científico, há uma escala de temperatura, chamada de Rankine, que leva o marco zero de sua escala ao zero absoluto e possui a mesma variação da escala fahrenheit, existindo portanto, correlação entre a escala de Rankine e grau fahrenheit do mesmo modo que existe correlação das escalas kelvin e grau Celsius.

História

Em 1708 Daniel Gabriel Fahrenheit visitou Olaf Rømer em Copenhaga (ou Copenhague, Dinamarca). Com ele, aprendeu muito sobre a construção de termômetros de mercúrio, aperfeiçoando o processo de purificação do elemento posteriormente. Olaf Rømer era astrônomo e, portanto, estava habituado a utilizar o sistema sexagesimal (60 unidades). Esta provavelmente é a razão de ter atribuído nas suas pesquisas o valor 0º ao ponto de fusão da água e o valor 60º ao ponto de ebulição desta. Percebera, entretanto, que a temperatura mais baixa medida com seu termômetro em Copenhaga era inferior ao valor considerado 0º (ponto de fusão da água). Ao comparar a diferença entre o ponto de fusão da água e este "novo" valor encontrado, com o ponto de fusão da água e o de ebulição da mesma, constatou que a primeira diferença correspondia a 1/8 do tamanho da distância entre a fusão e a ebulição da água. Como a escala era dividida em 60 unidades, este 1/8 correspondia a 7,5, ou seja, a menor temperatura encontrada em Copenhaga era -7,5º numa escala que o ponto de fusão da água era 0º e o ponto de ebulição era 60º. Para evitar valores negativos nas suas medições meteorológicas, resolveu alterar a nomenclatura para 0º na temperatura mais baixa em Copenhaga, alterando consequentemente a temperatura de congelamento da água para 7,5º. fahrenheit seguiu pelo mesmo caminho e também usou estes dois números como referências para a sua escala. Rømer estava preocupado com medições meteorológicas, portanto, como Copenhaga praticamente nunca passava do valor de 20º na sua escala, resolveu construir termômetros que 3/4 do tamanho ficavam acima do ponto de fusão da água, ou seja, iam até 22,5º (7,5 x 3). Mais tarde, alterou o ponto de fusão da água para 8º em vez de 7,5º, o que fez com que os seus termômetros fossem até 24º (8 x 3) em vez de 22,5º. Logo depois, Fahrenheit passou também a adotar o valor 8º para o ponto de fusão da água, evitando muitas contas com valores decimais. fahrenheit entretanto foi além. Por volta de 1717 desenvolveu um método de filtragem de mercúrio em membrana de couro que possibilitou criar termômetros mais precisos e, com isso, conseguiu dividir cada intervalo dos seus termômetros em quatro partes. Como não pretendia utilizar valores decimais, isto acarretou a multiplicação por 4 (quatro) de todos os valores que encontrara, assim, o ponto de fusão da água tornou-se 32º (8 x 4).

Considerações sobre os valores obtidos em graus fahrenheit

Com exceção da temperatura de congelamento da água (32°F) e do valor para o frio mais intenso em Copenhaga medido na época (0°F), todos os outros valores mais conhecidos nesta escala (temperatura do corpo humano, evaporação da água, evaporação do mercúrio, entre outros) não foram usados para a criação da escala, como muitos pensam, mas foram obtidos através de medição dos mesmos após a criação da escala.

Possíveis vantagens da utilização

Em 1724, época em que muitos cientistas criavam seus próprios termômetros e seus valores, as vantagens da utilização do grau fahrenheit eram muito mais perceptíveis tanto para uso da ciência local quanto para o uso no dia-a-dia. Atualmente, as vantagens desta medição tanto para a ciência quanto para o dia-a-dia parecem pouco úteis devido ao avanço da ciência. Entre as possíveis vantagens da utilização dos graus fahrenheit, podem ser citados:
  • Em países de clima frio as temperaturas assumem, quase sempre, valores positivos na escala fahrenheit, o que não é acompanhado pela graduação em Celsius. O zero fahrenheit é -17,78°C, portanto, poucas serão as situações em que serão apresentados valores negativos na previsão do tempo, o que facilita a compreensão de temperatura pelos habitantes de países de clima frio, principalmente para cálculos de amplitude térmica pelos mais humildes (Exemplo: uma cidade com temperatura abaixo do ponto de fusão da água somente durante a noite).
  • O fato de existirem uma maior quantidade de números em um mesmo intervalo quando comparados fahrenheit e Celsius (1,8 pra 1) faz com que todos os arredondamentos para valores inteiros se mostrem muito mais próximos do valor real. Entretanto, críticos sugerem que, mesmo a diferença de 1 grau na escala Celsius (para a temperatura da cidade) é uma variação muito pequena para ser atribuída uma vantagem a esta característica. Antigamente, na época da criação do sistema, esta era uma vantagem válida para medições meteorológicas que deviam ser as mais acuradas possível, principalmente para estudos físicos e registros históricos.
  • Em Celsius, a definição da passagem de estado febril para febre que precisa da utilização de medicamentos está entre os valores 37 e 38°C. Em fahrenheit, acostumou-se a tratar pacientes com medicamentos quando a febre destes chega a valores de 3 dígitos (100°F = 37,78°C). É usual encontrar, nos países que usam a medida, enfermeiras falando: "A temperatura já atingiu três dígitos, vamos dar uma medicação". Numa época pré-industrial e antes do aperfeiçoamento do setor de saúde, esta foi uma valiosa informação para enfermeiros e médicos, fato que parece perder a importância com o passar do tempo.
     

Dicas


Para a maior parte do mundo, acostumados com temperaturas escritas em graus Celsius, torna-se difícil entender temperaturas em graus fahrenheit, comumente utilizada nos Estados Unidos. Pela fórmula de conversão é necessária a divisão por 1,8, nem sempre fácil de se fazer mentalmente. Para facilitar a rápida conversão mental, pode-se usar os 2 métodos a seguir, o primeiro mais preciso e menos rápido, o segundo menos preciso e muito rápido:

Primeiro método, mais preciso:

Use a seguinte fórmula: Temperatura em graus Celsius = (Temperatura em Fahrenheit - 32) / 2 ] + 10%
Ou seja: Partindo da Temperatura em Fahrenheit, subtraia 32, divida o resultado por 2 e some 10% (um décimo) a este resultado.
O valor encontrado não é exatamente o número verdadeiro, mas é bastante próximo.
Exemplo: Suponhamos que lemos em um jornal que a temperatura é 86°F. Quanto é em graus Celsius?
*1- 86 - 32 = 54
*2- 54/2 = 27
*3- 27 + 2,7 (um décimo)= 29,7°C, que é bem próximo do valor real: 30°C.

Segundo método, mais rápido:
Use a seguinte fórmula: Temperatura em graus Celsius = (Temperatura em Fahrenheit - 30) / 2
O valor encontrado é menos próximo do verdadeiro do que pelo método anterior, mas o cálculo é mais rápido e fácil de fazer de cabeça, o que é necessário, por exemplo, ao se ouvir um noticiário que informa o histórico ou a previsão das temperaturas. .
Exemplo: Partindo da mesma temperatura de 86°F, usado no exemplo do método simplificado anterior, qual é a temperatura aproximada em graus Celsius?
Resposta: (86 - 30) / 2 = 28 graus centígrados.
Observe que houve um erro de 2 °C no valor encontrado, o que não é pouco, mas obtivemos uma boa noção da temperatura, em vez de ficarmos (as pessoas não acostumadas com a escala Fahrenheit) sem a menor noção dela.

Termômetro de Mercúrio

Termômetro de mercúrio
(imagem: Menchi).
Consiste, basicamente, de um tubo capilar de vidro, fechado a vácuo, e um bulbo, contendo mercúrio. O mercúrio, por ter um valor alto de coeficiente de dilatação, ele aumenta de volume à menor variação de temperatura. O volume do mercúrio aquecido se expande no tubo capilar do termômetro. E essa expansão é medida pela variação do comprimento, numa escala graduada que pode ter uma precisão de 0,05 °C. Algumas vantagens: o seu ponto de fusão é -40°C e o seu ponto de ebulição é 360°C, longe das temperaturas comuns em condições normais na superfície da terra; por causa da condução térmica ser alta, rapidamente atinge o equilíbrio térmico e se mostra visível a temperatura, e por causa do seu calor específico ser baixo, não diminui significativamente a temperatura do corpo com que se põe em contato; o fato do mercúrio ser um líquido opaco e escuro facilita a visibilidade da marcação e até mesmo o vidro funciona como uma lupa tornando ainda mais visível a temperatura marcada.

Aerômetro de Fahrenheit

O aerômetro (hidrômetro, densímetro) de Fahrenheit é um parelho usado para medir a densidade de um líquido. Foi inventado por Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736), mais conhecido por seu trabalho em termometria.

Referências

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