PRÁTICA 7 Calibração de um termomêtro
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PRÁTICA 7 Calibração de um termomêtro


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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais
IPUC - Instituto Politécnico da PUC Minas
Unidade Coração Eucarístico
Curso: Engenharia de Produção
Aluna: Ana Luiza Vasconcelos Camargos Dutra
Professor: Nestor Cifuentes
 
 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO: CALIBRAÇÃO DE UM TERMOMÊTRO
 Laboratório de Física II
Belo Horizonte
Outubro/2018
OBJETIVO
A prática realizada no Laboratório de Física teve como objetivo ilustrar a calibração de um enrolamento de fio de cobre com um termômetro, baseado na análise de sua resistência elétrica em comparação a outro sensor de temperatura.
INTRODUÇÃO
	
Realizamos o procedimento no Laboratório de Física II, para demonstrar que existe a necessidade de estabelecer o uso de um equipamento padronizado de medida de temperatura, pois os sentidos humanos para avaliação da mesma são subjetivos e não confiáveis do ponto de vista científico, ou seja, a medida é sensível a outras grandezas, como por exemplo a condutividade elétrica. Por isso a importância de buscar a padronização.
Medidas de temperatura são fundamentais em pesquisa e desenvolvimento em ciências e tecnologia, pois grande parte das propriedades físicas apresentam dependência com a temperatura. Também, medidas de temperatura são fundamentais em controle de processos em que a temperatura é uma variável importante. Vários aparatos de medida de temperatura vêm sendo desenvolvidos, utilizando dispositivos, sensores elétricos e não elétricos, em busca de leituras mais exatas para a finalidade a que se destinam. Abaixo estão listados equipamentos para essa finalidade:
Termômetro: é o aparelho para medir a temperatura dos corpos. O termômetro faz uso de comparações entre a variação de propriedades das substâncias como o volume, a pressão, a resistência elétrica, a cor, etc. com a variação da temperatura do corpo. 
Termorresistência: é um dispositivo que permite determinar a temperatura de um sistema, recorrendo à relação entre a resistência elétrica de um material e a sua temperatura. Por norma, quando se fala de uma termorresistência ela é identificada pelo material que a constitui e pela resistência que apresenta a 0 °C. Por exemplo, o termoresistor comercial mais utilizado é o Pt-100, de platina que a 0 °C apresenta uma resistência de 100 \u3a9.
Termoresistor: é um dispositivo com boa precisão (na faixa de temperatura ambiente o Pt-100, tem precisão de aproximadamente 0,5 \u2103 ), longa vida útil, boa sensibilidade e ampla aplicação em uma grande faixa de temperatura (Pt-100 de -200ºC a 850ºC) . 
As equações a seguir foram usadas para uma ampla faixa de valores de temperatura:
\ud835\udc45\ud835\udc47 = \ud835\udc450(1+\u221d (\ud835\udc47 \u2212 \ud835\udc470 )
\ud835\udc45\ud835\udc47 é o valor da resistência elétrica à temperatura \ud835\udc47
\ud835\udc450 é o valor da resistência elétrica à temperatura \ud835\udc470
\u221d é coeficiente de temperatura da resistividade do metal.
Esta equação é do tipo: \ud835\udc45\ud835\udc47 = \ud835\udc4e \ud835\udc47 + \ud835\udc4f
 Onde, \ud835\udc4e = \ud835\udc450 \ud835\udefc e \ud835\udc4f = \ud835\udc450 \u2013 \ud835\udc450 \ud835\udefc \ud835\udc470
Figura 1:Multímetro utilizado
Figura 2:Enrolamento de fio de cobre
Figura 3::Ebulição experimental
DESENVOLVIMENTO
Materiais:
Enrolamento de fio de cobre;
Termômetro;
Béquer;
Aquecedor elétrico;
Multímetro;
Cabos de ligação.
Dados
Selecionamos a escala de medição de resistência no multímetro. Os terminais do enrolamento de fio de cobre foram conectados ao multímetro.
Dados encontrados no experimento:
Resistência do enrolamento à temperatura ambiente:
 \ud835\udc45\ud835\udc4e = 29 \u3a9
Temperatura ambiente:
 \ud835\udc47\ud835\udc4e = 23 ºC
Tabela 1
O valores foram encontrados após inserir o enrolamento de fio de cobre e o termômetro na água, ligando o aquecedor até a água atingir o ponto de ebulição. A tabela demonstra os valores da temperatura e da resistência elétrica à medida que a temperatura cai de 10 em 10 graus Celsius, após desligar o aquecedor.
	(T±0,5) ºC
	96
	86
	76
	66
	R(\u3a9)± 3%
	37,3
	36,1
	34,8
	33,7
Tabela (1): Resistência do enrolamento de cobre em função da temperatura.
Resultados e análises
Após as anotações dos dados acima, foi construído um gráfico de resistência elétrica \ud835\udc45 versus a temperatura \ud835\udc47, usando o programa Scidavis, ilustrado na imagem abaixo. Foi ajustada uma reta aos pontos experimentais, através da equação de calibração do termômetro e seus valores dos coeficientes angular (A) e linear (B), através de uma regressão linear, demonstrado no gráfico abaixo:
Gráfico 1:
O gráfico abaixo demonstra que a resistência é maior conforme a temperatura aumenta, de acordo com a teoria.
Gráfico 1 : o gráfico de resistência elétrica \ud835\udc45 versus a temperatura \ud835\udc47.
B (y-intercept) = 26,344 +/- 0,130591272494317
A (slope) = 0,113 +/- 0,00183437747797309
Após a realização da prática, determinamos a temperatura da água usando o termoresistor calibrado, após os resfriamento com água gelada para comparação com o valor obtido do termômetro.
Valor da temperatura ambiente em relação ao Ra determinado anteriormente: 18 ºC
Foi possível observar o decaimento da temperatura e resistência em relação as medições anteriores.
Valor da resistência equivalente ao zero absoluto:28,6 \u3a9
CONCLUSÃO
Conforme análise, após a realização da prática, concluímos que obtivemos êxito na calibração do termômetro, comparando a temperatura inicial, ou seja, a temperatura ambiente, com as de ebulição e a de resfriamento. Todos os experimentos realizados em laboratório estão sujeitos aos erros. Dessa forma, os erros devem ser corrigidos para que possam ser encontrados resultados mais satisfatórios. A calibração realizada teve como objetivo eliminar o erro sistemático, além de expor que a resistência cresce com o aumento da temperatura.
REFERÊNCIAS
1.HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de física: volume 2: mecânica. 9ª ed. Rio de Janeiro: LTC-Livros Técnicos e Científicos, 2012.