As escalas de temperatura que definimos possibilitam temperaturas negativas?
Passo 1
O enunciado pergunta se as escalas de temperatura que usamos permitem valores negativos. O conteúdo envolve as definições das escalas Celsius, Fahrenheit e Kelvin, e o conceito de zero absoluto. Para responder, precisamos recordar como cada escala é construída e quais são seus limites físicos e arbitrários.
Passo 2
A escala Celsius define o ponto de fusão da água como
e o de ebulição como
(à pressão padrão). Essa escala é apenas uma convenção arbitrária baseada no comportamento da água, e não há limite matemático para o menor valor que
(temperatura em Celsius) pode assumir. Logo, são perfeitamente válidas temperaturas negativas em Celsius, como
num dia frio.
Passo 3
A escala Fahrenheit fixa o ponto de fusão da água em
e o de ebulição em
. Assim como em Celsius, trata-se de uma escolha de referência, sem barreira inferior: valores menores que zero, por exemplo
, são aceitáveis e comuns em regiões muito frias.
Passo 4
A escala Kelvin baseia-se no conceito de energia cinética das partículas e coloca o zero Kelvin (
) exatamente no zero absoluto, isto é, no estado em que a energia térmica chega ao seu mínimo possível. Fisicamente não existe temperatura menor que
; valores negativos em Kelvin seriam não só inatingíveis, mas inviáveis segundo as leis da termodinâmica.
Resposta
Temperaturas negativas são perfeitamente aceitáveis em Celsius e em Fahrenheit, mas na escala Kelvin não existem valores negativos, pois
é o limite físico inferior (zero absoluto).