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SALVADOR – BA 2020 FACULDADE DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA – ÁREA 1 BACHARELADO EM ENGENHARIA MECÂNICA ADELMO DOS SANTOS E NORBERTO F. DE LIMA JUNIOR MINI PROJETO: TERMÔMETRO CASEIRO SALVADOR – BA 2020 ADELMO DOS SANTOS E NORBERTO F. DE LIMA JUNIOR MINI PROJETO: TERMÔMETRO CASEIRO Projeto entregue à professora Cristina Horbach como atividade avaliativa para nota parcial da ap1 da disciplina Máquinas Térmicas e Processos Contínuos, ministrada pela Faculdade de Ciência e Tecnologia - Área1 Professora: Cristina Horbach SUMÁRIO 1. OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 4 2. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 4 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: .................................................................................................. 5 4. ESCALA TERMOMÉTRICA ................................................................................................................ 6 5. TESTE COMPARATIVO FINAL .......................................................................................................... 7 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................................................. 8 7. BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................. 9 4 1. OBJETIVOS Através dos conhecimentos obtidos ao longo da vida acadêmica, sobretudo nas disciplinas relacionadas à termodinâmica, confeccionar um termômetro caseiro. 2. INTRODUÇÃO Os termômetros são instrumentos utilizados na medição de temperaturas de objetos, substâncias e até mesmo a temperatura corporal. Dispõem de uma escala de temperatura na qual a cada variação de temperatura um valor é marcado na escala o qual é lido como a temperatura atual ou variação de temperatura do corpo. Muitos corpos podem sofrer algumas mudanças em suas características e propriedades quando submetidos a uma variação de temperatura Segundo Shapiro, “qualquer corpo com pelo menos uma propriedade mensurável que varia conforme sua temperatura evolui pode ser usado como um termômetro. Tal propriedade é chamada de propriedade termométrica. A substância específica que exibe mudanças na sua propriedade termométrica é conhecida como substância termométrica”. Quando o termômetro é colocado em contato com um corpo (um objeto qualquer digamos), após certo tempo a superfície que está em contato com o corpo atingirá um estado o qual chamamos de equilíbrio térmico. Esse processo é explicado pela lei zero da termodinâmica. O presente trabalho consiste em apresentar um termômetro caseiro feito de um recipiente de vidro. A substância termométrica desse experimento é o álcool. Serão medidos com um termômetro digital algumas temperaturas para serem usadas como base para o nosso termômetro caseiro. Serão anotadas as alturas correspondentes da substância termométrica quando submetidos às temperaturas pré-definidas. 5 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: Para a construção do termômetro utilizamos os seguintes itens: ❖ frasco de vidro de 20mL ❖ álcool ❖ canudo de tinta de caneta ❖ folha de papelão ❖ tinta azul (corante) ❖ termômetro de mercúrio ❖ termômetro digital ❖ régua em cm ❖ massa epóxi. Em um recipiente qualquer foi colocado álcool e algumas gotas de tinta azul para dá uma característica mais visível ao álcool na hora de fazer a leitura. Depois o álcool foi colocado no frasco de 20mL e tampou-se o frasco. A tampa do frasco possui um furo com diâmetro próximo ao diâmetro do canudo de caneta, o que facilitou a vedação. Ainda assim, depois de colocar o canudo, o sistema foi vedado com massa epóxi. Com um termômetro de mercúrio, foi medido a temperatura no interior de um refrigerador o qual registrou -2°C. Na temperatura de -2°C, a altura da coluna do álcool no termômetro registrava 0 cm. Depois o termômetro foi deixado na temperatura ambiente onde foi medido uma altura de 1,6 cm. Supomos aqui que a temperatura ambiente é de aproximadamente 27°C. a terceira leitura de temperatura foi feita pelo termômetro de mercúrio o qual foi posto em contato com o corpo humano e registrou uma temperatura de 35,2°C. Em contato com o corpo humano, depois de atingir o equilíbrio térmico, o termômetro caseiro registrou uma altura de 4,8 cm. Com base nessas informações e utilizando “regra de três”, obtemos as alturas equivalentes da coluna de álcool para algumas temperaturas estabelecidas: 6 40°C = 5,4 cm 30°C = 4,1 cm 25°C = 3,41 cm 20°C = 2,73 cm 15°C = 2,05 cm 10°C = 1,37 cm 4. ESCALA TERMOMÉTRICA Para fins didáticos, consideramos a necessidade da criação e calibração de uma escala termométrica, embora o termômetro aqui apresentado esteja calibrado na escala Celsius, apresentamos aqui a escala Carter (°Ct ). A nomeação dessa escala se deve ao nosso honroso colega acadêmico Gabriel Carter, que na disciplina de termodinâmica provou grande prestígio demonstrando grandes conhecimentos A relação entre a escala Carter e a escala Celsius é apresentada logo abaixo. 7 35,2°C C -2°C 100°Ct Ct 0°Ct Usando Δ𝑇 Δ𝐿 = 𝑇−𝑇𝑜 𝐿−𝐿𝑜 = 35,2°𝐶−(−2°𝐶) 4,8 𝑐𝑚−0𝑐𝑚 = 7,75°C/cm Usando Δ𝐿 Δ𝑇 = 𝐿−𝐿𝑜 𝑇−𝑇𝑜 = 4,8 𝑐𝑚−0𝑐𝑚 35,2°𝐶−(−2°𝐶) = 0,129032 cm /°C -2°C 0°Ct 35,2°C 100°Ct Temos então que Ct = 35,2°𝐶−(−2°𝐶) 100 = 0,372C 5. TESTE COMPARATIVO FINAL Com o termômetro caseiro já confeccionado, colocamos ele para medir a temperatura do corpo humano. Também usamos um termômetro digital para verificar se os valores verificados pelo termômetro caseiro estavam corretos. O resultado é mostrado na imagem abaixo. 8 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Como pudemos ver na imagem do teste comparativo, o termômetro caseiro de álcool não tem uma grande precisão quanto um termômetro de mercúrio. Entretanto, verificou-se valores aproximados o que possibilita o termômetro caseiro a ser utilizado para medições onde não precise de muita exatidão. 9 7. BIBLIOGRAFIA FRANCISCO, W. D. C. E. CONSTRUINDO UM TERMÔMETRO. BRASIL ESCOLA. Disponivel em: <https://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/construindo-um-termometro.htm>. Acesso em: 28 FEVEREIRO 2020. SHAPIRO, H. N. et al. PRINCÍPIOS DE TERMODINÂMICA PARA ENGENHARIA. 7ª. ed. RIO DE JANEIRO: LTC, 2013. SMIT, M. Como fazer um termômetro em casa. EHOW BRASIL, 2017. Disponivel em: <https://www.ehow.com.br/termometro-casa-como_240211/>. Acesso em: 28 FEVEREIRO 2020.
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