2 - Termometria xx

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II‐ TermometriaII‐ Termometria
1 Introdução1‐ Introdução 
é â fí i ( f ãA Temperatura é um parâmetro físico (uma função 
de estado) descritivo de um sistema que 
l t i à õ d f ivulgarmente se associa às noções de frio e 
calor, bem como às transferências de energia 
térmica mas que se poderia definir maistérmica, mas que se poderia definir, mais 
exatamente, sob um ponto de vista 
microscópico como a medida da energiamicroscópico, como a medida da energia 
cinética associada ao movimento (vibração) 
aleatório das partículas que compõem o umaleatório das partículas que compõem o um 
dado sistema físico.
1 1 Temperatura do Ar da Água e do Solo1.1‐ Temperatura do Ar, da Água e do Solo
A i• A temperatura varia no espaço e no tempo .
• A medida da temperatura é feita com base no seguinte
princípio:
E d i d i– Em um determinado ponto a temperatura varia apenas em 
função do tempo Î to = f(t) para x = cte.
– Em um dado instante a temperatura varia unicamente comEm um dado instante a temperatura varia unicamente com 
o tempo Î to = f(x) para t = cte.
• Em um ponto fixo podemos realizar a medida tanto da 
temperatura instantânea como as extremas no período.p p
1 2 Temperatura do Ar a Superfície1.2  Temperatura do Ar a Superfície
• Temperatura do ar livre entre 1,25 e 2,0m 
acima do solo.
1 3 Amplitude Térmica (AT)1.3 Amplitude Térmica (AT)
• Diferença entre os valores extremos observados em um determinado• Diferença  entre os valores extremos observados em um determinado 
período.
TTAT =
Tmax‐ temperatura máxima 
minmax TTAT −=
Tmin‐ temperatura mínima 
• O período ideal para observação das temperaturas extremas é de 24 
horashoras.
• Considerando todo o conjunto de dados existente (período 
climatologicamente representativo):climatologicamente representativo):
ƒ Temperatura máxima Absoluta (Tmax*)
ƒ Temperatura mínima absoluta (Tmin*)
ƒ Amplitude térmica absoluta (AT*=T *‐T i *)Amplitude térmica absoluta (AT Tmax* Tmin*)
ƒ Temperatura Média (Tmed)
1 3 Amplitude Térmica (AT)1.3 Amplitude Térmica (AT)
A t t já i t d• A menor temperatura já registrada: 
– ‐89,2ºC, na Estação Científica Vostok, na Antártida, em 21 de julho de 1983.
• A maior temperatura já registrada em lugar habitado: 
– Al'Aziziyah‐Líbia com 57,7ºC, em 13 de setembro de 1922. 
1 4 Temperatura Média1.4 Temperatura Média
• Quando dispomos de dados com freqüência de registro da ordem de uma hora ou 
i f i édi é b id é d édi i é iinferior a temperatura média é obtida através da média aritmética.
Tn i∑
n- número de dadosn
T
T i imed
∑=
• Para dados provenientes de redes convencionais é usada uma média ponderada
tD →Temperatura média do dia “D”
t(00)→ Temperatura observada às 00:00 do dia "D"5
2 maxmin)12()( ttttt ooD
+++=
t(00) → Temperatura observada às 00:00 do dia D
t(12) → Temperatura observada às 12:00 do dia "D"
tmin→ Temperatura mínima observada no dia "D"
tmax→ Temperatura máxima observada no dia "D"
1 4 Temperatura Média1.4 Temperatura Média‐ Comparação média aritmética –
media ponderada  (dados MICROMA, abr/98)
Média ponderada Média aritimética
27 5
28,0
28,5
26,5
27,0
27,5
r
a
t
u
r
a
 
(
C
)
25,0
25,5
26,0
T
e
m
p
e
r
24,0
24,5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Dia
1 4 Temperatura Média1.4 Temperatura Média‐ Comparação média aritmética –
media ponderada  (dados MICROMA, abr/98)
0,4
0,6
P‐A
0,0
0,2
a
 
(
C
)
‐0,4
‐0,2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
M
p
‐
M
a
‐0,8
‐0,6
DiDia
1 4 Observações Complementares1.4 Observações Complementares
• Estações Climatológicas
¾ temperatura  do solo:
– 2,5; 10; 20; 30; 50 e 100cm
– 5; 10; 20; 50 e 100cm (padrão OMM)
• Estações Agrometeorologias:Estações Agrometeorologias:
¾Perfis de temperatura do ar
¾Perfis de temperatura do solo¾Perfis de temperatura do solo
2 – Termômetro de Líquido em Vidro2  Termômetro de Líquido em Vidro
2 1 1 – Funcionamento2.1.1 – Funcionamento
• a dilatação/contração  de um líquido é mensurada através de uma escala  
que converte diretamente o comprimento da coluna termométrica em 
valor físico.
2.1.2 ‐ Líquidos Utilizados:
• mercúrio ( tcong. = ‐380 c)
• álcool etílico
• Tuluol
• mistura mercúrio – tálio (tcong. < ‐380 c)
2 – Termômetro de Líquido em Vidro2  Termômetro de Líquido em Vidro
2 1 3 Tipos de Escala2.1.3‐ Tipos de Escala
Existem três tipos de escala:
• gravada no tubo capilar;
• gravada em placa de metal madeira etc ;• gravada em placa de metal, madeira, etc.;
• gravada em placa de vidro opaco sobre a qual é fixada o tubo 
capilarcapilar.
2 – Termômetro de Líquido em Vidro2  Termômetro de Líquido em Vidro
2.1.4‐ Principais componentes
1. Câmara de expansão
2. Tubo capilar
3. Escala
4. Elemento sensíve
5. Bulbo
l
2 – Termômetro de Líquido em Vidro2  Termômetro de Líquido em Vidro
2 1 5‐ Leitura dos termômetros2.1.5 Leitura dos termômetros
Posicionar o olho perpendicular ao menisco de modo a evitar oPosicionar o olho perpendicular ao menisco de modo a evitar o 
erro de paralaxe.
2.3 – Classificação dos Termômetrosç
É feita em função do tipo de medição que realizaÉ feita em função do tipo de medição que realiza. 
2.3.1‐ Termômetros do Bulbo Seco 
Termômetro de líquido‐em‐vidro normal.
2.3.2 ‐Termômetro de bulbo úmido
Termômetro normal com sendo que o seu bulbo é envolvido 
t id ú idem tecido úmido.
2.3.3 – Termômetro de Solo2.3.3  Termômetro de Solo
a) Convencionais (haste obliqua):a) Convencionais (haste obliqua):
• fixados em suporte de madeira
2.3.4 – Termômetro de Solo2.3.4  Termômetro de Solo
b) Para profundidades entre 50 e 100cm (haste reta):b) Para profundidades entre 50 e 100cm (haste reta): 
• Instalado no interior de um tubo de plástico. p
• No momento da leitura é  retirado do tubo.
Cuidados na Instalação
1 A extremidade da haste voltada para o solo oposto ao hemisfério1‐ A extremidade da haste voltada para o solo oposto ao hemisfério.
2‐Manter a ordem natural das camadas de terra.
3‐ Cobertura vegetal idêntica à do cercado
4 Não pode haver proteção/abrigo4‐ Não pode haver proteção/abrigo.
2.3.5 – Termômetro de Imersão
S d t i t t d d fi i lServe para determinar a temperatura da camada superficial 
da água.
a) Flutuante – Um termômetro é montado na parte inferior 
de um objeto que flutua sobre a água.
b) C l d A U ô é db) Coletor de Amostra‐ Um termômetro é ontado em um 
suporte metálico cilíndrico. 
¾ A leitura é feita diretamente através de abertura que¾ A leitura é feita diretamente através de abertura  que 
deixa visível a escala. 
¾ Possui um compartimento para armazenar água 
( t )(amostra).
2.3.6 – Termômetro de Máxima
Termômetro de mercúrio utilizado para determinar aTermômetro de mercúrio utilizado para determinar a 
temperatura máxima de determinado período.
A) com estrangulamento: 
• O liquido só flui normalmente em um sentido.
• A preparação é feita forçando a volta do líquido através de 
movimentos semi‐circulares.
2.3.6 – Termômetro de Máxima
) lB) sem estrangulamento: 
• Um índice de metal é empurrado pela coluna p p
de mercúrio. 
• Como o termômetro fica praticamente naComo o termômetro fica praticamente na 
horizontal o índice permanece no local onde 
foi atingida a maior temperaturafoi atingida a maior temperatura.
• A preparação é feita com um imã.
2.3.6 – Termômetro de Máxima
B) sem estrangulamento:B) sem estrangulamento: 
2.3.7 – Termômetro de Mínima
U ili d d i• Utilizado para determinar a temperatura em um 
determinado período.
U ídi d fib lá ti é d l lí id•Um ídice de fibra ou plástico é puxado pelo líquido 
quando a temperatura diminui. Quando ela aumenta o 
índice se separa do liquido e permanece na posiçãoíndice se separa do liquido e permanece na posição 
correspondente a menor temperatura. 
– Elemento sensível: Álcool etílico
– Bulbo bifurcado
– PREPARAÇÃO: Inclinar o termômetro com o bulbo 
ligeiramente para cima.
2.3.7 – Termômetro de Mínima
2.3.8 Termômetro de Relva
• Termômetro de mínima instalado próximo ao solo p
para obtenção da Temperatura mínima  ao nível da 
relva.
• Deve ser instalado em suporte tipo forquilha
2.4 – Cuidados com os termômetros
• Evitar  tocar o bulbo.
• Limpar quando necessário.Limpar quando necessário.
• Nunca utilizar fósforo nem outro tipo. de 
h d l ichama durante as leituras.
• Não fumar ao ler o termômetro.
• Evitar qualquer tipo de choque.
2.5 – Tempo de Resposta2.5  Tempo de Resposta
• Tempo necessário para que o elemento sensível entre em equilíbrio• Tempo necessário para que o elemento sensível entre em equilíbrio 
térmico com o ambiente.
A variação da temperatura com o tempo depende do material, dimensões ç p p p ,
do termômetro e  do vento).
( )dT 1
T →Indicação instantânea do termômetro (oC)
Te → Temperatura real (oC)
( )
( )eTTdt
dT −−= λ
1
λ→ Coeficiente de retardamento do termômetro (s)
*‐ λ tem que ser suficiente para que o termômetro indique 63% daλ tem que ser  suficiente para que o termômetro indique 63% da 
variação rápida de temperatura (30 a 60seg com vento de 5m/s)
3 – Termógrafos3  Termógrafos
• Principio de funcionamento: o mesmo dosPrincipio de funcionamento: o mesmo dos 
termômetros( dilatação). 
• Como a maioria dos registradores os 
t ó f ã t dtermógrafos são compostos de:
a)Unidade Sensível
b)Unidade de registro:b)Unidade de registro:
Îsistemas de alavancas
Îtambor de registroÎtambor de registro
3.1 – Termógrafos Bimetálicos
• Unidade Sensível: lamina bimetálica
• Elemento Sensível: lamina bimetálica
3.2 – Termógrafo com Tubo de Bourdon
• Unidade Sensível: tubo de Bourdon.
• Elemento Sensível: álcool
3.3 – Termógrafo de Mercúrio‐em‐aço3.3  Termógrafo de Mercúrio em aço
• Unidade Sensível: tubo metálico espiral 
• Elemento Sensível: mercúrio
3.4 – Toques3.4  Toques
• Marcas sobre o registro, usando a própria pena registradora.
• Serve como referência para ajuste da temperatura ou da hora. 
Exemplo de registro de
um termo‐higrógrafoum termo higrógrafo
3.5 – Exposição dos Termógrafos3.5  Exposição dos Termógrafos
a) Registros de Rotina: Dentro do abrigo meteorológico. 
b) Registros Especiais: Depende do tipo de observação ( abrigado 
da radiação solar ).
4 – Sensores Elétricos4  Sensores Elétricos
4.1 – Termopares
Dois fios condutores são unidos em duas junções:
• Junta de referência
• junta de medição. 
A diferença de temperatura entre as duas juntas provoca uma corrente 
elétrica que é medida por um voltímetro.
4 – Sensores Elétricos4  Sensores Elétricos
4 2 T ô t d R i tê i Elét i4.2 – Termômerto de Resistência Elétrica
a) Detectores de resistência  de temperatura (DRT)
Efeito da temperatura sobre a resistência elétrica. 
A determinação da temperatura é feita a partir da medida da 
resistência.
b) Termistores
Mesmo princípio do DTR sendo que usa semi‐
condutores como unidade sensível (cristais).