Înapoi la blog
21 octombrie 2026
7 min citire
În problemele cu gaze, temperatura care apare în ecuațiile de stare este temperatura absolută, exprimată în kelvini. Conversia din grade Celsius nu este un detaliu de prezentare: ea schimbă rapoartele temperaturilor și, implicit, presiunile sau volumele calculate. O creștere de zece grade și o temperatură de zece grade sunt informații diferite.
Lecția aparține modulului Elemente de termodinamică, pentru profilurile real, militar și tehnologic din programa oficială consultată. Exercițiile urmăresc scările de temperatură și relațiile gazului ideal la cantitate de substanță fixă. Nu sunt probleme de calorimetrie și nu presupun că temperatura măsoară direct energia transferată. Poți verifica folosirea kelvinilor în subiectele și baremele de BAC.
Relația exactă dintre valorile numerice este T(K) = t(°C) + 273,15. Invers, t(°C) = T(K) − 273,15. Unitatea kelvin se scrie K, fără simbolul de grad. În unele exerciții școlare se cere aproximația 273; dacă enunțul o precizează, folosește-o consecvent.
De exemplu, 20 °C corespund la 293,15 K, iar −20 °C corespund la 253,15 K. O temperatură Celsius negativă nu înseamnă o temperatură absolută negativă. Zero grade Celsius și zero kelvini sunt repere complet diferite.
În modelul uzual de gaz ideal, temperatura absolută este pozitivă. Zero absolut este limita T = 0 K, corespunzătoare lui −273,15 °C. Nu extrapolăm gazul ideal până la temperaturi la care o substanță reală își schimbă starea sau modelul încetează să fie valabil.
Dacă temperatura trece de la t₁ la t₂, variația este Δt = t₂ − t₁. În kelvini, ΔT = (t₂ + 273,15) − (t₁ + 273,15), deci constantele se simplifică. Valorile numerice ale diferențelor sunt egale: o creștere cu 15 °C este o creștere cu 15 K.
Aceasta nu autorizează înlocuirea unei temperaturi absolute cu valoarea sa Celsius. Egalitatea privește diferențele, nu temperaturile și nici rapoartele lor. Distincția poate fi păstrată prin notație: T pentru temperatură absolută și ΔT pentru variație.
| Informație | Valoare Celsius | Valoare în kelvini |
|---|---|---|
| Temperatura inițială | 10 °C | 283,15 K |
| Temperatura finală | 40 °C | 313,15 K |
| Creșterea temperaturii | 30 °C | 30 K |
| Raportul temperaturilor absolute | Nu se calculează din 40/10 | 313,15/283,15 |
Raportul corect din ultima linie este aproximativ 1,106, nu patru. Un raport între valori Celsius depinde de originea convențională a scării și nu poate înlocui raportul termodinamic.
Pentru aceeași cantitate de gaz ideal într-un recipient rigid, p/T este constant. Așadar, p₂/p₁ = T₂/T₁. Presiunile trebuie să fie absolute, iar temperaturile trebuie exprimate în kelvini.
Un gaz are presiunea de 100 kPa la 27 °C. Este încălzit la 127 °C, iar volumul rămâne constant. Folosind aproximația 273 cerută în acest exemplu, temperaturile sunt 300 K și 400 K. Presiunea finală este 100 × 400/300, aproximativ 133,3 kPa.
Calculul 100 × 127/27 ar produce aproximativ 470,4 kPa și ar fi greșit. Creșterea Celsius cu o sută de grade nu înseamnă multiplicarea temperaturii absolute în raportul numerelor Celsius.
Verificarea calitativă este că o creștere de la 300 K la 400 K reprezintă o creștere de o treime. La volum și cantitate fixe, presiunea crește tot cu o treime.
La presiune constantă și cantitate fixă de gaz ideal, V/T este constant. Dacă temperatura absolută se dublează, și volumul se dublează. Dar dublarea valorii Celsius nu produce, în general, acest efect.
Un gaz ocupă 2 L la 0 °C și este încălzit la 100 °C sub presiune constantă. Cu valorile exacte, raportul temperaturilor este 373,15/273,15, aproximativ 1,366. Volumul final este aproximativ 2,732 L, nu o valoare obținută prin împărțire la zero.
Prezența lui 0 °C în enunț arată imediat de ce rapoartele Celsius nu pot fi folosite în legea gazului. Temperatura absolută inițială este nenulă, iar starea inițială este perfect obișnuită pentru modelul descris, dacă substanța rămâne gazoasă.
Un recipient rigid conține gaz la 27 °C. La ce temperatură Celsius ar deveni presiunea dublă, dacă gazul rămâne ideal și cantitatea nu se schimbă? Folosim în exemplu aproximația 273.
Temperatura inițială este 300 K. Presiunea dublă cere temperatura absolută dublă, deci 600 K. Revenirea la Celsius dă 327 °C. Răspunsul nu este 54 °C, fiindcă nu trebuie dublată valoarea de pe scara Celsius.
Dacă presiunea ar trebui să crească numai cu 20%, temperatura absolută ar deveni 1,2 × 300 = 360 K, adică 87 °C. Creșterea de temperatură este 60 K, egală numeric cu 60 °C, dar temperatura finală este 87 °C.
Un gaz aflat la volum constant este încălzit cu 50 K, iar presiunea crește cu 25%. Află temperatura inițială. Din raportul presiunilor rezultă T₂ = 1,25T₁. În același timp, T₂ = T₁ + 50 K.
Egalând, obținem 0,25T₁ = 50 K, deci T₁ = 200 K. Temperatura finală este 250 K. Convertirea exactă în Celsius dă −73,15 °C și −23,15 °C. Diferența rămâne 50 °C ca valoare numerică.
Temperaturile Celsius negative nu invalidează calculul matematic. Validitatea fizică cere însă ca gazul ales să rămână în domeniul modelului ideal în condițiile respective. Dacă enunțul declară gaz ideal, rezolvarea școlară folosește acea ipoteză fără a identifica arbitrar o substanță reală.
Un termometru idealizat cu gaz la volum constant poate asocia temperatura absolută presiunii: T = Tref · p/pref, pentru aceeași cantitate de gaz și aceeași capacitate a recipientului. Starea de referință trebuie să aibă o temperatură absolută cunoscută.
Dacă la 300 K presiunea este 120 kPa, iar într-o altă stare este 132 kPa, temperatura calculată este 330 K. Nu ai nevoie de volumul sau de cantitatea de substanță pentru acest raport, deoarece ele se simplifică între stări.
Aceasta este o aplicație ideală a ecuației de stare, nu o procedură de calibrare metrologică a unui instrument real. Dilatarea recipientului, abaterile de la idealitate și măsurarea presiunii pot cere corecții în practică, dar nu sunt introduse fără date într-un exercițiu de BAC.
Nu adăuga 273,15 unei diferențe deja exprimate în grade. O variație de 20 °C este 20 K, nu 293,15 K. Nu scădea 273,15 dintr-un raport de temperaturi; convertește fiecare temperatură înainte de raport.
Nu combina presiunea relativă a unui manometru cu presiunea absolută din ecuația gazului. Dacă se oferă o suprapresiune față de atmosferă, trebuie adăugată presiunea atmosferică precizată. Chiar și cu temperaturile corect convertite, o presiune definită greșit produce un raport greșit.
Exercițiul 1. Transformă −15 °C în kelvini.
Soluție: T = −15 + 273,15 = 258,15 K.
Exercițiul 2. Un gaz trece de la 250 K la 300 K într-un vas rigid. Presiunea inițială este 80 kPa. Află presiunea finală.
Soluție: p₂ = 80 × 300/250 = 96 kPa. Creșterea este de 20%.
Exercițiul 3. Temperatura crește de la 10 °C la 35 °C. Cât este variația în kelvini?
Soluție: ΔT = 25 K. Nu adăugăm constanta de conversie unei diferențe.
Unitatea SI este kelvinul, cu simbolul K. Simbolul de grad aparține notației °C pentru grade Celsius, nu notației kelvinului.
Da, dacă enunțul o cere sau o adoptă explicit. Păstrează aceeași convenție în toată problema și nu prezenta aproximația drept valoare exactă.
Nu. Temperatura și energia transferată prin căldură sunt mărimi diferite. Relațiile dintre ele depind de sistem și de proces.
Conversiile devin mai sigure când explici ce reprezintă fiecare număr, ca parte a învățării prin înțelegere. Pentru verificarea problemelor inverse poți lucra cu un profesor de fizică.
Temperatura absolută și parametrii de stare sunt incluși în programa oficială de fizică, modulul Elemente de termodinamică. Referința este documentul istoric verificat, fără afirmații despre un nou ordin anual.
Curriculum scope; all pages visually inspected. Original explanations and examples.
Curriculum scope; all pages visually inspected. Original explanations and examples. (www.edu.ro)Folosim cookie-uri pentru a îmbunătăți experiența ta pe Hola25. Cookie-urile esențiale sunt necesare pentru funcționarea platformei. Poți personaliza setările pentru cookie-uri de analiză și marketing.
Politica de cookies | Politica de confidențialitateMasa molară este masa unui mol de substanță și se notează cu M. În problemele școlare se exprimă frecvent în grame pe mol, g/mol. O calculezi adunând contribuțiile tuturor atomilor din formula chimică, apoi o folosești în relația n = m/M pentru a transforma masa unei probe în cantitate de substanță.
Alege modulele de fizică și profilul potrivit, apoi exersează mecanica, termodinamica, curentul continuu și optica în blocuri clare.
