Termômetros - Termodinâmica - Física 3

Prévia do material em texto

Termômetros 
Profa. Dra. Anielle Christine Almeida Silva 
E-mail: acalmeida@ufu.br 
Tópicos da Aula 
 Temperatura 
 
 
 Lei Zero da Termodinâmica 
 
 
 Termômetros 
 
 
 Escalas de Temperaturas: Celsius, Fahrenheit e Kelvin 
Termodinâmica 
Equilíbrio Térmico e a Lei Zero da Termodinâmica 
Termoscópio 
Todo corpo possui uma propriedade chamada de temperatura 
Temperatura 
Simulador: 
Simulador: 
Simulador: 
Dispositivos para medir a Temperatura 
Termômetros 
Termômetro é um dispositivo que está baseado no uso 
de alguma grandeza física que depende da temperatura. 
Obs: A massa do termômetro deve ser bem menor que a massa do objeto cuja temperatura 
deseja-se medir, caso contrário o termômetro poderá alterar a temperatura do corpo, como 
por exemplo, um termômetro comum e uma gota de água. 
• O erro estático é a diferença entre a leitura do sistema em uso 
em comparação com um padrão (ou seja, valor verdadeiro). 
Esse erro depende do tipo de sensor, cabos, sistema de leitura 
(analógico, digital, osciloscópio, registrador). 
• O tempo necessário para o sensor chegar a aproximadamente 
63 % do valor máximo é chamado de constante de tempo, e a 
partir desse valor (geralmente fornecido pelo fabricante), é 
possível saber quanto se deve esperar para chegar ao valor 
máximo. 
Termômetros 
Medidores de 
Temperatura 
Termômetros de 
Efeito Mecânico 
Termômetros de 
Efeito Elétrico 
Medidores por 
Radiação 
Termômetros 
Termômetros 
Termômetro clínico: utilizado para medição da temperatura do corpo humano. Utiliza a 
dilatação de líquidos, principalmente o mercúrio. São construídos para medir 
temperaturas entre 34oC e 43oC que são consideradas temperaturas críticas, pois a 
temperatura considerada normal de nosso corpo é 36,5oC. 
 
Termômetro de cristal líquido: utilizado para a medida da temperatura do corpo 
humano. São pequenas faixas plásticas transparentes com pequenos retângulos que 
contêm um cristal líquido que entram em contato com o corpo e, conforme o valor da 
temperatura, o cristal no seu interior, muda de cor. Porém, os especialistas dizem que não 
são confiáveis. 
 
Termômetro a álcool: utilizado em laboratórios de ensino e residências, pois possui 
escala entre -10oC e 150oC. 
 
Pirômetro óptico (Para altas temperaturas): utilizado para a medida de temperaturas de 
metais incandescentes, fornalhas ou estrelas. 
 
 
Termômetro de Gás a volume constante 
A temperatura (T) de qualquer corpo 
em contato térmico com o bulbo: 
T Cp
O termômetro padrão se baseia na pressão de um gás em um 
volume fixo. 
op p gh 
p é a pressão exercida pelo gás que é dada por: 
po é a pressão atmosférica; 
ρ é a massa específica do mercúrio; 
h é a diferença entre os níveis de mercúrio. 
 
Obs: O sinal negativo é usado porque a 
pressão p é medida acima do nível no qual a 
pressão é po. 
Se o bulbo é introduzido em uma 
célula de ponto tríplice, a 
temperatura medida é: 
3
3
p
T T
p
 
  
 
3
273,16
p
T
p
 
  
 
3 3T Cp
Eliminando C da equação temos: 
Temos um problema: Se usarmos para medir o ponto de ebulição da 
água, descobrimos que gases diferentes no bulbo, fornecem resultados 
ligeiramente diferentes. 
0
3
273,16 lim
gás
p
T
p
 
  
 
Termômetro de Radiação (Pirômetro óptico) 
A energia eletromagnética emitida por um corpo a uma determinada 
temperatura é chamada de radiação térmica, e consiste num espectro 
contínuo de ondas com freqüência associada à temperatura. 
Radiometria é uma técnica cujo objeto alvo é a radiação 
eletromagnética naturalmente emitida pelo corpo em 
função de sua temperatura. 
Termovisíveis Radiômetros 
Radiômetros: arranjos ópticos que transformam a radiação 
eletromagnética em sinais elétricos (termômetro de infravermelho). 
 
 Termovisores: imageadores dotados de recursos para análise e 
medição das distribuições térmicas (câmara termográfica). 
Termômetro de Radiação (Pirômetro óptico) 
• Atua a grandes distâncias (sem contato com o objeto). 
• É usado nos satélites meteorológicos (-50oC e 3000oC). 
• Imagem da distribuição de temperatura do corpo humano localizando infecções. 
• Detectar problemas com a rede elétrica encontrando os pontos onde os fios estão 
mais quentes. 
• É usado em equipamentos de visão noturna, sendo possível identificar pessoas, 
animais e até vegetais mais quentes que outros em uma floresta. Essa técnica é 
chamada de termografia. 
Termômetro de Radiação (Pirômetro óptico) 
Pode ser utilizado para a medida de temperatura de qualquer sistema que 
emite radiação eletromagnética na forma de luz visível ou radiação 
infravermelha. 
Termômetro de Radiação (Pirômetro óptico) 
permiti identificar o nível de estresse do 
animal. 
(Mano et al., 2005; Carvalho et al., 2004) 
Termômetro de Radiação (Pirômetro óptico) 
Simulador: 
Simulador: 
http://www.ideiasnacaixa.com/laboratoriovirtual/termometro.html 
Escalas de Temperatura 
Simulador 
http://www.if.ufrgs.br/~leila/cekgif.htm 
( ) ( )oT K T C  
( ) ( ) 273,16oT C T K 
Escalas de Temperatura 
http://www.if.ufrgs.br/~leila/cefgif.htm 
Simulador 
9
( ) ( ( ))
5
o oT F T C  
9
( ) ( ) 32
5
o o oT F T C 
EQUILÍBRIO TÉRMICO 
CALOR TEMPERATURA 
PROPAGAÇÃO DE 
CALOR 
CONDUÇÃO CONVECÇÃO RADIAÇÃO 
TERMÔMETROS 
ESCALAS 
TERMOMÉTRICAS 
GRANDEZAS 
TERMOMÉTRICAS 
ABSOLUTAS 
NÃO 
ABSOLUTAS 
CELSIUS 
FAHRENHEIT 
KELVIN 
Próximas aulas 
FIM