Celsius, Fahrenheit e Kelvin: como funcionam as escalas de temperatura
Quase todo o mundo diz que lá fora estão 20 graus, os Estados Unidos dizem 68 e uma física talvez diga 293. Os três descrevem o mesmo agradável dia de primavera.
A temperatura é uma unidade peculiar: as suas escalas não diferem só no tamanho do grau, também começam em zeros diferentes. Este guia explica de onde vem cada escala, como converter com exatidão e de cabeça, e o erro de conversão que até as pessoas mais cuidadosas cometem.
Três escalas, três pontos de partida
Celsius (°C) põe 0° no ponto de congelação da água e 100° no seu ponto de ebulição ao nível do mar. Anders Celsius propôs a escala em 1742. Curiosamente, a versão original era ao contrário — a água fervia a 0° e congelava a 100° — e foi invertida pouco depois da sua morte.
Fahrenheit (°F) foi definida por Daniel Gabriel Fahrenheit no início do século XVIII. Na sua escala, a água congela a 32° e ferve a 212°, pelo que há 180 graus Fahrenheit entre os dois pontos em vez de 100. Hoje, o Fahrenheit usa-se sobretudo nos Estados Unidos e num punhado de outros países.
Kelvin (K) é a escala científica. Começa no zero absoluto, a temperatura mais baixa fisicamente possível, em que as partículas têm a energia mínima possível. Um kelvin tem o mesmo tamanho que um grau Celsius, por isso as escalas estão apenas desfasadas: 0 K são −273,15 °C. Desde 1968 a unidade chama-se «kelvin» sem «grau» — escreve-se 293 K, e não 293 °K.
| Ponto de referência | Celsius | Fahrenheit | Kelvin |
|---|---|---|---|
| Zero absoluto | −273,15 °C | −459,67 °F | 0 K |
| Celsius igual a Fahrenheit | −40 °C | −40 °F | 233,15 K |
| A água congela | 0 °C | 32 °F | 273,15 K |
| Sala agradável | 20 °C | 68 °F | 293,15 K |
| Corpo humano | 37 °C | 98,6 °F | 310,15 K |
| A água ferve (nível do mar) | 100 °C | 212 °F | 373,15 K |
As fórmulas exatas
Como os zeros são diferentes, converter entre Celsius e Fahrenheit exige uma multiplicação e uma soma:
°F = °C × 9/5 + 32
°C = (°F − 32) × 5/9
Para kelvin basta um desfasamento:
K = °C + 273,15
°C = K − 273,15
Exemplo: converter 25 °C em Fahrenheit.
25 × 9/5 + 32 = 45 + 32 = 77 °F
Exemplo: converter 50 °F em Celsius.
(50 − 32) × 5/9 = 18 × 5/9 = 10 °C
Os conversores de Celsius para Fahrenheit e de Fahrenheit para Celsius mostram o resultado de imediato para qualquer valor.
Um atalho mental para o tempo
Para temperaturas do dia a dia, duplique o valor em Celsius e some 30:
20 °C → 20 × 2 + 30 = 70 °F (exato: 68 °F)
No sentido inverso, subtraia 30 e divida por dois:
80 °F → (80 − 30) ÷ 2 = 25 °C (exato: 26,7 °C)
Entre cerca de 0 °C e 30 °C, o atalho falha apenas por poucos graus, o que cobre a maior parte do tempo atmosférico. Nos extremos piora, por isso não o use na cozinha, em medicina nem em nada técnico.
O erro que quase todos cometem: diferenças de temperatura
Suponha que a previsão diz que amanhã estarão mais 10 °C. Quanto é isso em Fahrenheit?
Se meter 10 na fórmula obtém 50 °F — mas está errado. A fórmula converte uma leitura de temperatura, e o «+ 32» só existe porque os zeros são diferentes. Uma diferença entre duas temperaturas não tem zero; só importa o tamanho do grau:
Uma variação de 10 °C = uma variação de 10 × 9/5 = 18 °F
O mesmo se aplica a tolerâncias, à calibração de fornos e a dados climáticos. Um aquecimento global de 1,5 °C é um aumento de 2,7 °F, e não de 34,7 °F. Entre Celsius e kelvin, uma diferença tem o mesmo número nas duas: subir 1 °C é subir 1 K.
Porque é que a ciência usa kelvin
Muitas leis físicas dependem da temperatura absoluta, medida a partir do zero absoluto. Na lei dos gases ideais, por exemplo, duplicar a temperatura em kelvin de um gás a volume constante duplica a sua pressão. Duplicar uma temperatura em Celsius não tem significado físico: 20 °C não é «o dobro do calor» de 10 °C. Em kelvin, a comparação é 293 K contra 283 K — apenas cerca de 3,5 % mais.
Desde 2019, o kelvin é definido fixando o valor da constante de Boltzmann, que relaciona temperatura e energia, em vez de pelas propriedades da água. No dia a dia nada mudou: a água continua a congelar a cerca de 0 °C.
Pontos-chave
- Celsius e Fahrenheit têm zeros diferentes e graus de tamanhos diferentes; o kelvin tem o tamanho do grau Celsius mas começa no zero absoluto.
- °F = °C × 9/5 + 32; K = °C + 273,15.
- Para o tempo, «duplicar e somar 30» acerta com poucos graus de margem.
- Converta diferenças de temperatura apenas com o tamanho do grau: 1 °C de variação = 1,8 °F de variação.
- −40 é a única temperatura igual em Celsius e em Fahrenheit.
Converta qualquer temperatura com o conversor de temperatura, incluindo kelvin e as escalas menos comuns Rankine e Réaumur.