Como funciona o medidor de temperatura? (Aula Em Vídeo)
COMO FUNCIONA O MEDIDOR DE TEMPERATURA?
PARA QUE UM PROCEDIMENTO DE MEDIÇÃO DE TEMPERATURA SEJA PRECISO, É NECESSÁRIO QUE O INSTRUMENTO UTILIZADO FUNCIONE DE FORMA CONFIÁVEL E REPLICÁVEL. O PROGRAMA, ALÉM DE APRESENTAR O TERMÔMETRO COMUM, ESCLARECE TAMBÉM QUE EXISTEM MEDIDORES DE TEMPERATURA QUE DEPENDEM DAS PROPRIEDADES VARIÁVEIS DO MATERIAL SUBMETIDO A DIFERENTES TEMPERATURAS, TAIS COMO O TERMÔMETRO BIMETÁLICO E O TERMÔMETRO DE RESISTÊNCIA.
O TEMA DESTE PROGRAMA É A MEDIÇÃO DE TEMPERATURA.
A NOÇÃO DE CALOR OU DE FRIO ESTÁ FORTEMENTE LIGADA À NOSSA PERCEPÇÃO SUBJETIVA.
SE MANTIVERMOS UMA DAS MÃOS MERGULHADA EM ÁGUA QUENTE , DURANTE UM LONGO TEMPO E A OUTRA, DURANTE ESSE MESMO PERÍODO, EM ÁGUA FRIA, TEREMOS CONSEQUENTEMENTE UMA PERCEPÇÃO DA TEMPERATURA DIFERENTE EM CADA UMA DAS MÃOS:
COLOCAMOS AGORA AS DUAS MÃOS EM UMA TIGELA COM ÁGUA MORNA, UMA DAS MÃOS SENTE A ÁGUA FRIA, JÁ A OUTRA SENTE A MESMA ÁGUA COMO ESTANDO QUENTE.
PORTANTO, PARA DETERMINARMOS OBJETIVAMENTE A TEMPERATURA DAS SUBSTÂNCIAS, NECESSITAMOS DE PROCEDIMENTOS QUE SEJAM REPLICÁVEIS E PRECISOS. PARA TANTO, NOS ORIENTAMOS PELA PROPRIEDADE DE SUBSTÂNCIAS QUE VARIAM SOB A INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA.
NÓS JÁ CONHECEMOS ESSA CARACTERÍSTICA POR MEIO DA ÁGUA, QUE ALTERA SEU ESTADO DE AGREGAÇÃO DEPENDENDO DA TEMPERATURA: ABAIXO DE ZERO GRAU CELSIUS ELA CONGELA E PASSA AO ESTADO SÓLIDO. A CEM GRAUS CELSIUS ELA FERVE, PASSANDO ENTÃO AO ESTADO GASOSO.
ASSIM, APROVEITAREMOS AS SUBSTÂNCIAS QUE SE EXPANDEM AO SEREM AQUECIDAS PARA PROCEDERMOS À MEDIÇÃO DE TEMPERATURA.
A ÁGUA QUENTE DENTRO DE UMA GARRAFA FECHADA, POR EXEMPLO, AQUECE O AR QUE FICA ENTRE A SUPERFÍCIE DA ÁGUA E A TAMPA. ESSE AR SE EXPANDE E, QUANDO A GARRAFA É ABERTA, ELE ESCAPA, SIBILANDO.
O MESMO OCORRE DE MANEIRA INVERSA: QUANDO AS SUBSTÂNCIAS ESFRIAM, ELAS SE CONTRAEM.
NA MAIORIA DELAS, O VOLUME SOFRE VARIAÇÕES UNIFORMES EM GRANDES INTERVALOS DE TEMPERATURA.
PORTANTO, PARA CONCLUIRMOS NOSSO APARELHO DE MEDIÇÃO DE TEMPERATURA, NECESSITAMOS APENAS DE UM DISPOSITIVO DE EXIBIÇÃO ADEQUADO, OU SEJA, UMA ESCALA.
QUANDO, POR EXEMPLO, QUEREMOS AQUECER EM UM BALDE DEZ LITROS DE ÁGUA ENTRE VINTE E TRINTA GRAUS CELSIUS A EXPANSÃO, NESTE CASO, É PRATICAMENTE IMPOSSÍVEL DE SER MEDIDA. O NÍVEL DA ÁGUA SOBE APENAS MEIO MILÍMETRO.
SE A ÁGUA, ENTRETANTO, TIVER APENAS A OPORTUNIDADE DE SE EXPANDIR EM UM PEQUENO TUBO COM UMA SEÇÃO TRANSVERSAL DE UM CENTÍMETRO QUADRADO, ELA SUBIRÁ EM TORNO DE VINTE E UM CENTÍMETROS.
SE AGORA ANEXARMOS AO TUBODEZ TRAÇOS DE MARCAÇÃO COM INTERVALOS REGULARES, JÁ TEREMOS CONSTRUÍDO UM MEDIDOR DE TEMPERATURA BASTANTE ÚTIL,
MESMO QUE SEJA APENAS PARA TEMPERATURAS ENTRE VINTE E TRINTA GRAUS CELSIUS.
ALIÁS, OS TERMÔMETROS QUE CONTÊM LÍQUIDO FUNCIONAM EXATAMENTE DA MESMA MANEIRA.
A PROPÓSITO, A PALAVRA TERMÔMETRO TEM SUA ORIGEM NO GREGO ANTIGO E CONSISTE NAS PALAVRAS THERMÓS, "CALOR" E METRÓ, "MEDIDA".
CONTUDO, PRECISAMOS UTILIZAR UM LÍQUIDO ADEQUADO PARA MEDIR AS TEMPERATURAS. COMO A ÁGUA CONGELA A ZERO GRAU CELSIUS, SÓ ERA POSSÍVEL MEDIR A TEMPERATURA EXTERNA DURANTE O INVERNO DE FORMA BASTANTE IMPRECISA E RUDIMENTAR.
POR ESSE MOTIVO, O MERCÚRIO FOI A SUBSTÂNCIA MAIS UTILIZADA NO PASSADO. ELE CONGELA SOMENTE A MENOS TRINTA E OITO GRAUS E FERVE A MAIS DE TREZENTOS E CINQUENTA E SEIS GRAUS CELSIUS. POSSUI, AINDA, UMA COLORAÇÃO METÁLICA E BRILHANTE, O QUE FACILITA A SUA VISUALIZAÇÃO.
O MERCÚRIO, NO ENTANTO, POSSUI UMA GRANDE DESVANTAGEM: SEUS VAPORES SÃO TÓXICOS. É POR ISSO QUE HOJE OS TERMÔMETROS SÃO PREENCHIDOS COM OUTRAS SUBSTÂNCIAS COMO, POR EXEMPLO, O ÁLCOOL COLORIDO.
TAMBÉM É POSSÍVEL USAR A EXPANSÃO DE CORPOS SÓLIDOS, EM PARTICULAR DE METAIS, PARA A MEDIÇÃO DE TEMPERATURA. FALA-SE, NESSE CASO, DE DIFERENTES COEFICIENTES DE EXPANSÃO TÉRMICA.
O ZINCO, POR EXEMPLO, QUANDO AQUECIDO, EXPANDE DUAS VEZES MAIS DO QUE O AÇO.
SE UTILIZARMOS TIRAS ESTREITAS DE DOIS METAIS DIFERENTES E ESTAS FOREM FIRMEMENTE REBITADAS OU SOLDADAS JUNTAS, TEREMOS O CHAMADO TERMÔMETRO BIMETÁLICO.
SE ELE FOR AQUECIDO, OCORRERÁ UM ARQUEAMENTO, POIS QUANDO SUBMETIDAS A UMA MESMA TEMPERATURA AS DUAS TIRAS DE METAL , SE DILATAM DE FORMA DESIGUAL. A TIRA BIMETÁLICA SE INCLINARÁ PARA O LADO DO METAL COM O MENOR COEFICIENTE DE DILATAÇÃO.
SE FIXARMOS UM PONTEIRO EM UMA DAS EXTREMIDADES DA TIRA BIMETÁLICA E RECOLOCARMOS TODA A ESTRUTURA SOBRE UMA ESCALA, OBTEREMOS UM TERMÔMETRO BIMETÁLICO.
PARA TORNÁ-LO, ENTRETANTO, UM POUCO MAIS MANEJÁVEL, PODEMOS ENROLAR AS TIRAS BIMETÁLICAS EM ESPIRAL.
NA VERDADE, EXISTEM AINDA OUTRAS POSSIBILIDADES DE SE UTILIZAR PROPRIEDADES ESPECÍFICAS DE MATERIAIS PARA A MEDIÇÃO DE TEMPERATURA.
A MEDIÇÃO EM UM TERMÔMETRO DE RESISTÊNCIA É, POR EXEMPLO, BASEADA NO FATO DE QUE A RESISTÊNCIA ELÉTRICA DE UM CONDUTOR OU SEMICONDUTOR VARIA COM A TEMPERATURA. Ver menos