Uma Breve História das Escalas de Temperatura
Em 1701, Isaac Newton publicou anonimamente um artigo nas Philosophical Transactions intitulado "Scala graduum Caloris" (Escala dos Graus de Calor). Nele, descreveu um termômetro preenchido com óleo de linhaça, com o ponto de congelamento da água em zero e o calor corporal humano em 12 graus. O ponto de ebulição da água ficou em torno de 33. Newton nunca promoveu a escala, e em poucas décadas ela foi esquecida. Mas seu experimento silencioso captura algo essencial sobre a medição de temperatura: durante séculos, pessoas brilhantes continuaram inventando novas maneiras de quantificar o quente e o frio, e a maioria dessas invenções não sobreviveu.
Esta é a história das que sobreviveram, e de algumas que quase sobreviveram.
Antes do Termômetro: O Ar e a Água de Galileu
Por volta de 1593, Galileu Galilei construiu um dispositivo na Universidade de Pádua que mais tarde seria chamado de termoscópio. Um tubo de vidro com um bulbo no topo ficava invertido em um recipiente com água. Quando o ar dentro do bulbo aquecia, expandia-se e empurrava o nível da água para baixo. Quando esfriava, a água subia. O dispositivo podia mostrar que a temperatura havia mudado, mas não em quanto. Não havia escala, não havia números, não havia pontos de referência fixos.
O termoscópio tinha um defeito fatal: era sensível à pressão do ar. Mesmo assim, representou um avanço genuíno. Antes de Galileu, "quente" e "frio" eram totalmente subjetivos. O termoscópio transformou uma qualidade invisível em algo visível e, por mais rudimentar que fosse, mensurável.
Fahrenheit: Precisão com Mercúrio
Daniel Gabriel Fahrenheit nasceu em Gdansk em 1686. Quando tinha quinze anos, seus dois pais morreram no mesmo dia após comerem cogumelos venenosos. Órfão e enviado a Amsterdã para aprender negócios, Fahrenheit tornou-se obcecado por instrumentos científicos.
Em 1714, Fahrenheit fez uma descoberta crucial. Os termômetros anteriores usavam álcool, que fervia em uma temperatura baixa e deixava um filme no vidro que embaçava as leituras. O mercúrio resolveu ambos os problemas: permanece líquido em uma faixa de temperatura muito mais ampla e não molha o vidro, tornando o menisco limpo e fácil de ler.
Em 1724, Fahrenheit apresentou sua escala à Royal Society em Londres. Ele definiu 0 graus na temperatura de uma mistura de gelo, água e cloreto de amônio, que se estabiliza em torno de menos 18 Celsius. Colocou 32 graus no ponto de congelamento da água pura e 96 na temperatura corporal. A escolha do 96 foi prática: a diferença de 64 graus entre 32 e 96 é uma potência de dois, permitindo que Fahrenheit calibrasse seu termômetro bissetando o intervalo seis vezes.
Após sua morte em 1736, a escala foi ajustada para que a água fervesse exatamente a 212 graus, criando uma amplitude de 180 graus entre o congelamento e a ebulição. Essa mudança deslocou a temperatura corporal para os familiares 98,6. Para converter entre Fahrenheit e o mundo métrico, use o conversor de Fahrenheit para Celsius.
A Escala Construída de Cabeça para Baixo
Anders Celsius não era fabricante de termômetros. Era astrônomo na Universidade de Uppsala, na Suécia, cujo interesse na temperatura vinha de registrar observações meteorológicas em seu observatório. Em 1742, Celsius apresentou um artigo à Real Academia Sueca de Ciências descrevendo um novo termômetro com dois pontos fixos. O ponto de ebulição da água era 0 graus. O ponto de congelamento era 100.
Não é um erro de digitação. Celsius construiu sua escala de cabeça para baixo. Seu raciocínio era engenhoso: na Suécia, as temperaturas raramente caem muito abaixo do ponto de congelamento. Uma escala invertida significava que as leituras cotidianas seriam quase sempre positivas, reduzindo os erros de transcrição causados por valores negativos.
Celsius morreu de tuberculose em 1744, apenas dois anos depois de publicar sua escala. No ano seguinte, Carl Lineu (mais conhecido por classificar todos os seres vivos da Terra) inverteu a escala, colocando 0 no congelamento e 100 na ebulição. A versão invertida prevaleceu. Durante dois séculos foi chamada de "centígrada", do latim para "cem degraus". Em 1948, uma conferência internacional a rebatizou de "Celsius" para homenagear seu inventor e evitar confusão com a unidade angular francesa de mesmo nome. Se precisar de uma conversão rápida de Celsius para Fahrenheit, ou quiser fazer a ponte para temperaturas absolutas com Celsius para Kelvin, esses cálculos estão a um clique.
Os Rivais Esquecidos: Réaumur, Delisle e os Outros
Fahrenheit e Celsius não foram os únicos. René Antoine Ferchault de Réaumur propôs sua escala em 1730, definindo o congelamento em 0 e a ebulição em 80 graus. Tornou-se popular na França, Alemanha e Rússia. Dostoiévski faz referência a temperaturas Réaumur em seus romances, e a escala persistiu em partes da Rússia até o início do século XX.
Joseph-Nicolas Delisle, astrônomo francês na corte de Pedro, o Grande, inventou sua escala em 1732. Como a original de Celsius, era invertida: 0 na ebulição, 150 no congelamento. Nenhuma dessas alternativas sobreviveu. No final do século XVIII, a França havia escolhido Celsius como parte do sistema métrico, e outras nações seguiram.
Kelvin: Temperatura Fundamentada na Física
William Thomson tinha 24 anos e já era professor na Universidade de Glasgow quando publicou "On an Absolute Thermometric Scale" (Sobre uma Escala Termométrica Absoluta) em 1848. Sua queixa era fundamental: tanto Fahrenheit quanto Celsius dependiam da água, cujos pontos de congelamento e ebulição variam com a pressão atmosférica. Thomson queria uma escala ancorada na termodinâmica, não em nenhuma substância específica.
Estudando o comportamento de gases ideais, Thomson calculou que o movimento molecular cessa completamente em torno de menos 273 graus Celsius. Chamou isso de zero absoluto e o tornou o ponto de partida de sua escala. Cada grau corresponde ao tamanho de um grau Celsius, então a conversão é simples: some ou subtraia 273,15. Experimente com um conversor de Kelvin para Celsius.
Thomson foi criado Barão Kelvin de Largs em 1892, tomando seu título do Rio Kelvin, perto de seu laboratório em Glasgow. Foi o primeiro cientista elevado à Câmara dos Lordes britânica. Sua escala tornou-se o padrão para a física, química e engenharia em todo o mundo.
O Kelvin Moderno: Definido por uma Constante
Durante a maior parte de sua história, o kelvin foi definido pelo ponto triplo da água (273,16 K), as condições precisas nas quais água, gelo e vapor d'água coexistem. Mas o ponto triplo depende da pureza e da composição isotópica da amostra de água, reintroduzindo incerteza dependente da substância.
Em 20 de maio de 2019, a comunidade internacional de metrologia reformulou o sistema SI. O kelvin foi redefinido em termos da constante de Boltzmann, fixada em exatamente 1,380649 vezes 10 elevado a menos 23 joules por kelvin. O kelvin está agora vinculado a uma lei imutável da física. As leituras cotidianas não mudaram, mas para cientistas nos extremos da medição, a nova definição elimina uma incerteza que havia limitado a precisão por décadas.
Do Óleo de Linhaça às Constantes Fundamentais
O arco da medição de temperatura acompanha uma história maior sobre como a ciência funciona. O termoscópio de Galileu só conseguia indicar "mais quente" e "mais frio". Fahrenheit transformou esse gesto em números. Celsius simplificou esses números. Kelvin os enraizou na lei física. E a redefinição de 2019 ancorou todo o sistema a uma constante universal.
Hoje, a maior parte do mundo usa Celsius no dia a dia, enquanto Fahrenheit permanece padrão nos Estados Unidos. Os cientistas em todo o mundo usam kelvin. Seja de Celsius para Fahrenheit, Fahrenheit para Kelvin, ou qualquer outra combinação, converter entre eles leva um único clique. Por trás desse número simples no seu celular estão quatro séculos de invenção, rivalidade e revisão.