Termometria: Estudo das Escalas de Temperatura

Prévia do material em texto

1 
 
 
 
 
 LICENCIATURA EM FÍSICA 
 
 LABORATÓRIO DE FÍSICA II 
 
 RELATÓRIO DE PRÁTICA 5: 
 TERMOMETRIA 
 
 
 TUTOR: GILNEY FERNANDES DE QUEIROZ 
 ALUNO: ANA CAROLINE OLIVEIRA NOBRE 
 
 
 
 
 QUIXERAMOBIM-CE 
 2018 
 
 
 
 
 2 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
Instituto UFC virtual 
Licenciatura em Física 
 
PRÁTICA 5: TERMOMETRIA 
 
5.1 OBJETIVOS 
 
- Estudar as escalas Celsius, Kelvin e Fahrenheit. 
- Calibrar um termômetro. 
 
5.2 MATERIAL 
 
- Gelo 
- Água 
- Recipientes diversos 
- Termômetro não graduado 
- Fonte de calor 
 
5.3 FUNDAMENTOS 
termometria é uma parte da termologia que estuda a temperatura e suas formas pelas quais a 
mesma pode ser medida. Antes de entrarmos na termometria propriamente dita, iremos definir os 
estados de agregação molecular de uma substância. Uma substância pode se apresentar em 
três estados físicos definidos (sólido, líquido, gás). Na realidade existem autores que consideram 
a existência de mais 3 ou 4 estados físicos que são pouco estudados no meio acadêmico . São eles; 
Plasma, Condensado de Bose-Einstein e o Gás Termiônico. Sabendo disso iremos definir os 3 
principais estados físicos de uma substância apontando suas principais “características”. 
 Estado sólido: Uma substância que se encontra no estado sólido possui forma definida, 
independendo do recipiente em que ela é colocada; Ex: Um gelo estando em um copo ou 
em uma jarra manterá sua forma, ao mesmo tempo também possui volume invariável. 
Entre suas moléculas agem intensas forças coesivas justificando sua estrutura molecular, 
onde as mesmas se encontram mais próximas uma das outras. 
 Estado líquido: Nesse estado a substância assume uma forma de acordo com o recipiente 
em que é colocada. Assim como o sólido o estado líquido possui volume invariável. Suas 
moléculas estão mais “livres” em relação ao estado sólido. 
 Estado Gasoso: No estado gasoso suas moléculas se encontram totalmente separadas 
uma das outras. Sua forma e volume são definidas unicamente em relação ao recipiente 
que a contém. 
Vide figura abaixo: 
 3 
 
Os três estados da matéria. Ilustração: snapgalleria / Shutterstock.com [adaptado] 
Agora passemos a falar especialmente da termometria. O primeiro conceito importante que 
devemos destacar é o conceito de temperatura. A temperatura é uma grandeza física escalar 
que está associada ao grau de agitação molecular de um sistema. O grau de agitação térmica 
molecular não pode ser medida diretamente, por isso a medida da temperatura é feita 
indiretamente medindo-se grandezas físicas que variam com ela, por exemplo, pressão, volume, 
etc. Vale ressaltar que a sensação térmica é uma forma de medição imprecisa da temperatura. 
 
5.4 PRÉ-LABORATÓRIO 
 
CONSTRUÇÃO DA ESCALA CELSIUS: 
 
O termômetro ilustrado abaixo foi colocado no gelo fundente (figura A) e depois no vapor de água 
em ebulição (figura B). Na figura C estão marcados os pontos do gelo e do vapor. Construa a 
escala Celsius atribuindo 0oC ao ponto do gelo e 100oC ao ponto de vapor. Meça a distância entre 
estes dois pontos e divida em 10 partes iguais. Numere de 10 em 10 e estime a temperatura 
indicada na figura C. 
 
 4 
 
 
5.5 PROCEDIMENTO 
 
ESCALAS CELSIUS E FAHRENHEIT 
 
1- Coloque gelo até a metade do recipiente fornecido e depois adicione água fria o suficiente para 
cobrir o gelo. 
2- Mergulhe o termômetro a ser calibrado na mistura de gelo e água de modo que o bulbo do 
mesmo fique totalmente imerso. 
3- Espere que a coluna do termômetro se estabilize e marque a altura da mesma. 
4- Coloque o termômetro em água quente e aqueça-a até o ponto de ebulição. 
5- Quando a coluna do termômetro estabilizar marque a altura da mesma. 
6- Construa do lado direito do termômetro a escala Celsius atribuindo à marca do ponto do gelo 
o valor 00C e ao ponto do vapor 100 oC. Divida o intervalo em 10 partes iguais e numere de 
10 em 10. 
7- Construa do lado esquerdo do termômetro a escala Fahrenheit atribuindo à marca do ponto do 
gelo o valor 320F e ao ponto do vapor 212 oF. Divida o intervalo em 9 partes iguais e numere 
de 20 em 20. 
8- Determine a temperatura ambiente em oC e oF com o termômetro que você graduou e compare 
com o valor fornecido por um termômetro graduado de fábrica. Anote os valores abaixo. 
Comente o resultado. 
 80°F 27°C 
𝑇𝐶
5
 = 
𝑇𝐹−32
9
 
 
 TF= 
9𝑇𝐶
5
 + 32 → TF=
9
5
 . 26+32 → TF= 79°F erro= 83-79 
4
79
 . 100 = 5% 
 
 5 
 
 
 
 
5.6 QUESTIONÁRIO 
 
1- Qual a temperatura normal do ser humano em oC? em oF? e em kelvin? 
 
 Kelvin = Celsius + 273 
 
Fahrenheit = Celsius x 1,8 + 32 
 
Então: 
 
Kelvin = Celsius + 273 
Kelvin = 36,5 + 273 
Kelvin = 309,5 
 
Fahrenheit = Celsius x 1,8 + 32 
Fahrenheit = 36,5 x 1,8 + 32 
Fahrenheit = 97,7º 
 
°C=36 °F=97,7 Kelvin=309,5 
 
2- Se a temperatura de uma amostra aumenta de 50 oC, de quanto aumenta em oF ? 
 
 
 122° 
 
 
3- Descreva como você procederia para graduar um termômetro na escala kelvin. 
 
 
 θ = 0°C ----------> T = 273 K [congele derretendo] 
θ = 100°C ------> T = 373 K [água à ebulição] 
========= 
Dividir 100 segmento igual, cada um corresponder um variação 1°C, ou 1 K. 
 
 
 
 
 
4- Os termômetros clínicos, usados para determinar a temperatura corpórea, são termômetros de 
máxima. Explique o seu funcionamento. 
 O tipo de termômetro mais comum é o termômetro clínico utilizado na medição da temperatura do 
corpo humano. Esse termômetro utiliza a dilatação de líquidos, principalmente o mercúrio. São 
 6 
construídos para medir temperaturas entre 34oC e 43oC que são consideradas temperaturas críticas, 
pois a temperatura considerada normal de nosso corpo é 36,5oC. Apresenta um tubo capilar com um 
estrangulamento na base, junto ao bulbo, o que permite a passagem do mercúrio quando sofre a 
dilatação, mas que impede o seu retorno quando se contrai, por isso este termômetro continua 
indicando a temperatura do corpo mesmo sem contato com o corpo e por um longo intervalo de 
tempo mesmo que o termômetro seja levado a um local com temperatura mais baixa. Para que o 
líquido termométrico volte à posição inicial no interior do bulbo, é necessário sacudi-lo rapidamente. 
 
 
 
 
 
 
 
5.7 CONCLUSÃO 
Essa pratica foi muito boa , foi possível verificar que a graduação de um termômetro consiste 
basicamente na determinação dos chamados pontos fixos. Os pontos fixos servem como 
referência para medida de todos os outros valores de temperatura. E também que a 
termometria é uma parte da termologia que estuda a temperatura e suas formas pelas quais a 
mesma pode ser medida. 
 
5.8 BIBLIOGRAFIA 
 
www.infoescola.com/fisica/termometria/ 
http://educacao.globo.com/fisica/assunto/termica/termometria.html 
https://guiadoestudante.abril.com.br/estudo/resumo-de-fisica-termologia/