Medição de Temperatura (3)

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Relatório da disciplina 
LEQ1 Curso de 
Engenharia Química 2014 
 
 
 
 
 
MEDIÇÃO DE TEMPERATURA 
 
 
 
 MOURA JUNIOR1, C. F. 
 
1Aluno do ENQ/UFAL 
 
Curso de Engenharia Química - Centro de Tecnologia - Universidade Federal de Maceió - 
Av. Lourival de Melo Mota, s/n Tabuleiro 57072-970 Maceió–AL 
e-mail: celsojr_al@hotmail.com 
 
 
RESUMO– As medidas de temperatura são muito importantes na indústria, visto que 
para uma melhor qualidade dos produtos é necessário o controle de temperatura em 
várias etapas do processo de produção. Alguns equipamentos são capazes de fazer essa 
medição de temperatura, tais como: termômetro, pirômetro e termopar. Entretanto, cada 
equipamento tem um princípio de funcionamento. Logo, a partir do experimento, foi 
possível ser introduzido o conhecimento a respeito de suas precisões e das comparações 
de suas medidas de temperatura tanto para o aquecimento quanto para o resfriamento. 
 
 
Palavras-Chaves: termômetro, pirômetro, termopar. 
 
 
 
 
(um espaço) 
INTRODUÇÃO
A temperatura revela a noção comum 
do que é quente ou frio. Medir a 
temperatura corretamente é muito 
importante em todos os ramos da ciência. 
Muitas propriedades físicas dos materiais 
dependem da sua temperatura [1]. 
O estudo dos processos de medição 
de temperatura dos corpos é feito pela 
termometria. Este estudo é importante 
principalmente na área industrial, visto que 
para uma melhor qualidade do produto é 
necessário, muitas vezes, o monitoramento 
da temperatura nas etapas do processo de 
produção. As medições de temperatura 
podem ser feitas através de diversos 
equipamentos de temperatura, como: 
termômetro de mercúrio ou de álcool, 
pirômetros, termômetros digitais, 
termopares, entre outros. 
 
 Termômetro é todo instrumento capaz de 
medir a temperatura dos sistemas físicos [2]. O 
termômetro é formado por um tubo capilar de 
vidro ligado a um reservatório que contém 
líquido, que pode ser mercúrio ou álcool. Este 
conjunto encontra-se envolvido por um segundo 
tubo de vidro, onde se encontra representado 
uma escala graduada [3]. Termômetros de álcool 
(figura 1) geralmente são os mais utilizados, pois 
o álcool é relativamente mais barato que o 
mercúrio, porém se faz necessário a adição de 
um corante para melhor visualização [4]. 
 
Figura 1: Termômetro 
 
Fonte: [5] 
 
O termômetro digital é um instrumento 
amplamente utilizado em empresas, 
destinados a medir a temperatura em 
processos e produtos diversos, que não 
necessitam de uma medição constante, 
apenas esporádico [6]. A Figura 4 mostra o 
termômetro digital. 
 
Figura 2: Termômetro Digital 
 
 
Fonte: [7] 
 
 Os termopares são constituídos de 
dois metais unidos por suas extremidades, 
formando assim um sistema fechado. Um 
termopar é criado sempre que dois metais 
diferentes forem colocados em contato por 
uma das extremidades; a medição de suas 
extremidades opostas mostrará uma pequena 
tensão de circuito aberto, que é função da 
diferença de temperatura entre o ponto de 
contato e o ponto de medição dos metais [8]. 
Os termopares possuem custo relativamente 
baixo, tem alta exatidão e amplas faixas de 
temperatura de operação. 
 O Pirômetro é um termômetro 
infravermelho, também denominado de 
pirômetro óptico, é um dispositivo que 
mede a temperatura sem contato com o 
corpo/meio do qual se pretende conhecer a 
temperatura. Geralmente este termo 
aplicado a instrumentos que medem 
temperaturas superiores à 600 ºC. Uma 
utilização típica é a medição da temperatura 
de metais incandescentes em fundições [9]. 
A Figura 3 representa um pirômetro 
infravermelho. 
 
Figura 3: Pirômetro Infravermelho. 
 
Fonte: [10] 
 
 É importante salientar que estes 
equipamentos precisam ficar na posição vertical, 
evitando, assim, a quebra do líquido e, 
consequentemente, imprecisão do instrumento. 
 
 
OBJETIVOS DO EXPERIMENTO 
 
 
 Ter conhecimento dos princípios de 
funcionamento dos medidores de temperatura e 
suas características. 
 
 
MATERIAIS E MÉTODOS 
 
 
a) Materiais 
 
 Termômetros, termopares, 
indicadores de temperatura, recipiente com 
água, aquecedor. O conjunto de 
termômetros e termopares, Figura 4, deverá 
ser instalado pelos alunos de modo que 
todos os instrumentos possam determinar a 
temperatura do banho. 
 
Figura 4: Módulo de medição de temperatura 
 
Fonte: [11] 
 
b) Métodos 
 
 Colocamos o módulo em operação 
observando a seguinte sequência: água do 
banho foi aquecida através de uma resistência 
elétrica. Conforme a temperatura do banho 
variava, procedemos às medidas pelos 
instrumentos, construímos tabelas e curvas de 
calibração. Utilizamos para a construção das 
curvas de calibração de cada instrumento, o 
número mínimo de 5 pontos. Anotamos os 
dados na Tabela 1. Realizamos o procedimento 
no aquecimento e no resfriamento. 
 
 
 
 
 
Tabela 1: Dados experimentais para temperatura. 
 
 
Fonte: [11] 
 
RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
 
 Construímos a tabela 2 e 3 para o 
aquecimento e o resfriamento, respectivamente, 
a partir das medições de temperatura feita com 
os diferentes instrumentos e construímos, com 
o auxílio do programa OriginPro8, os gráficos 
1 e 2, referentes as curvas de aquecimento e de 
resfriamento da água. 
 
Tabela 2: Dados obtidos experimentalmente para 
temperatura do aquecimento. 
 
Tabela 3: Dados obtidos experimentalmente para 
temperatura do resfriamento. 
 
 
 
 
Gráfico 1: Medição de temperatura para aquecimento. 
2 4 6 8 10 12 14
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (؛
C
)
Tempo (s)
 Indicaçمo do Banho
 Termômetro
 Termopar J
 Pirômetro
 Linear Fit of Indicaçمo do Banho
 Linear Fit of Termômetro
 Linear Fit of Termopar J
 Linear Fit of Pirômetro
 
Gráfico 2: Medição de temperatura para o resfriamento. 
 
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
 Termopar
 Indicaçمo do Banho
 Termômetro
 Termopar
 Pirômetro
 Linear Fit of Indicaçمo do Banho
 Linear Fit of Termômetro
 Linear Fit of Termopar (2)
 Linear Fit of Pirômetro
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (؛
C
)
Tempo (s)
 
 Foi possível analisar a partir dos gráficos 
que ao medir a temperatura no mesmo intervalo 
de tempo, houveram variações de acordo com o 
equipamento usado no procedimento, 
principalmente na etapa do resfriamento, como 
podemos visualizar através do gráfico 2. Isso se 
deu pelo fato de que cada equipamento possui 
uma maneira de aferir a temperatura. Os 
valores do termômetro, para o aquecimento, 
ficou um pouco diferente dos demais, devido 
ao fato que o termômetro de álcool mede a 
temperatura a partir da dilatação térmica do 
álcool, enquanto que o pirômetro mede por 
radiação, logo se não posicionado corretamente 
a leitura não será precisa. 
Calculamos o erro percentual das 
temperaturas medidas por cada equipamento 
com relação à medida padrão do banho com o 
auxílio da Equação 1, e com esses valores 
construímos a Tabela 3 e 4. 
 
𝐸𝑟𝑟𝑜% =
|𝑇𝑒−𝑇𝑝|
𝑇𝑝
𝑥100% (1) 
 
Onde, Te é o valor medido experimentalmente e 
Tp é a temperatura indicada no banho. 
 
 
 
Medid
a 
Temp
o 
(min) 
Ind. 
Banh
o 
(ºC) 
Termômetr
o 
(ºC) 
Termopa
r J 
(ºC) 
Pirômetro 
(ºC) 
1 2 31,0 37 35 37 
2 5 41,7 48 45 48 
3 8 53,6 57 57 59,5 
4 11 64,0 67 66 67,5 
5 14 70,4 77 75 72 
Medid
a 
Temp
o 
(min) 
Ind. 
Banh
o 
(ºC) 
Termômetr
o 
(ºC) 
Termopa
r J 
(ºC) 
Pirômetr
o 
(ºC) 
1 2 72 73 72 66 
2 5 68,9 69 68 65,5 
3 8 66,6 66 65 63 
4 11 64,7 64 63 61,5 
5 14 62,8 62 61 59 
Tabela 3: Erros dos medidores no aquecimento. 
Medida Termômetro 
(ºC) 
Termopar 
J (ºC) 
Pirômetro 
(ºC) 
1 19,35% 12,9% 19,35% 
2 15,11% 7,91% 15,11% 
3 6,34% 6,34% 11,01% 
4 4,69% 3,13% 5,47% 
5 8,91% 6,08% 1,84% 
 
Tabela 4: Erros dos medidores no resfriamento. 
Medida Termômetro 
(ºC) 
Termopar 
J (ºC) 
Pirômetro 
(ºC) 
1 1,39% 0% 8,33% 
2 0,14% 1,31% 4,93% 
3 0,90% 2,04% 5,41% 
4 1,08% 2,63% 4,94% 
5 1,27% 2,87% 6,05% 
 
 Analisando as tabelas 3 e 4 percebemos 
que o Termopar J foi o que apresentou o menor 
erro percentual tanto para o aquecimento quanto 
para o resfriamento. Na etapa do resfriamento as 
temperaturas de todos os equipamentos tiveram 
erros relativamente baixos em comparação com a 
temperatura do banho. 
 Em seguida, preenchemos as tabelas 5 e 6 
para os valores da voltagem e da temperatura 
lidas pelo termopar e depois foi construído os 
gráficos 3 e 4, com o auxílio do programa 
OriginPro8, para o aquecimento e o 
resfriamento, respectivamente, da calibração do 
termopar J (Voltagem x Temperatura). 
 
Tabela 5: Valores de voltagem e temperatura para o 
termopar no aquecimento. 
Termopar J 
Voltagem 
(mV) 
Temperatura 
ºC 
0,12 35 
0,18 45 
0,20 57 
0,02 66 
0,03 75 
 
Tabela 6: Valores de voltagem e temperatura para o 
termopar no resfriamento 
Termopar J 
Voltagem 
(mV) 
Temperatura 
ºC 
0,01 35 
0,05 45 
0,07 57 
0,01 66 
0,07 75 
 
 
 
 
Gráfico 3: Curva de calibração do termopar J para 
o aquecimento. 
0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22
30
40
50
60
70
80
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (؛
C
)
Voltagem (mV)
 Temperatura
Gráfico 4: Curva de calibração do termopar J para o 
resfriamento. 
0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07
60
62
64
66
68
70
72
Te
m
pe
ra
tu
ra
 (°
C
)
Voltagem (mV)
 Temperatura
 
 
 As curvas de calibração dos termopares 
devem ter um perfil linear, portanto os dados do 
termopar para o experimento não seguiram o 
padrão esperado. Tal erro encontrado pode ter 
sido dado pelo fato do termopar usado no 
experimento não tenha sido calibrado de forma 
correta. 
 
 
CONCLUSÕES 
 
 
 Após a realização do experimento foi 
possível findar a medição da temperatura feita 
por equipamentos podem variar de um para o 
outro devido ao fato de que cada um apresenta 
um mecanismo de medição diferente. 
 O termômetro de álcool e principalmente 
o Termopar J foram os equipamentos de medição 
de temperatura que mais satisfatórios quando 
comparado com a temperatura indicada no 
banho. Quanto à curva de calibração do termopar 
J, não podemos comprovar o fato de ela 
apresentar uma tendência linear devido, 
provavelmente, ao fato do termopar não ter sido 
calibrado da forma correta. 
 
 
 
 
 
SUGESTÕES 
 
 
 Apresentar de forma clara, nos objetivos, 
qual equipamento deverá ser tomando 
como valor para comparação; 
 Ao longo do procedimento pudemos 
notar que o termopar apresentou 
variações em seus valores, então 
sugestiono fazer uma melhor calibração 
do aparelho ao logo dos próximos 
experimentos para não haver o mesmo 
problema. 
 
 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICA 
 
 
[1] Temperatura. Disponível em: 
<www.fem.unicamp.br/-instmed/Temperatura-
1.pdf>. Acesso em 11 SET. 2014; 
 
[2]Termômetro. Disponível em: 
<www.coladaweb.com/fisica/termologia/termom
etro>. Acesso em 11 SET. 2014; 
 
[3] Termômetro. Disponível em: 
<www.infopedia.pt/$termometro>. Acesso em 
11 SET. 2014; 
 
[4] Termopares. Disponível em: 
<http://www.ecil.com.br/temperatura-
industria/pirometria/termopares/>. Acesso em 11 
SET. 2014; 
 
[5] Termologia. Disponível em: 
<www.fisicamariaines.com/termologia.html>. 
Acesso em 11 SET. 2014; 
 
[6] Termologia. Disponível em: 
<http://www.if.ufrgs.br/~leila/termo.htm>. 
Acesso em 11 SET. 2014; 
 
[7] DUNN, W.C. Fundamentos de 
instrumentação industrial e controle de 
processos. Editora Bookman, 2013, p. 131; 
 
[8] Medições de temperatura com 
termopares: Guia prático. Disponível em: 
<www.ni.com/white-paper/7108/pt>. Acesso m 
11 SET. 2014; 
 
[9] RECCO, I. E. Significado de Pirômetro. 
Santa Catarina, 2007. Disponível 
em:<www.dicionarioinformal.com.br/pir/F4/met
ro/>. Acesso em 11 SET. 2014; 
 
[10] Pirômetro infravermelho. Disponível 
em:<ww.etec.com.br/pirômetro>. Acesso em 11 
SET. 2014; 
 
[11] Notas de aula de laboratório de engenharia 
química