1º Relatório Termo

Laboratório de Termodinâmica

Experimento:

Medida experimental de Temperatura

Nome: Rômulo Vilasboas Chiaradia

RA:17207

Turma P6

Data de entrega: 18/04/2011

Introdução

A Temperatura é uma propriedade intensiva de um corpo, ou seja não dependente da massa do corpo, e neste relatório será considerado as maneiras de mensurar esta propriedade.

A temperatura é originada das percepções sensoriais dos seres, que está diretamente ligado ao tato nas nossas sensações de quente e de frio. As sensações humanas são capazes apenas de distinguir corpos mais quentes de corpos mais frios, ou seja, apenas estabelecer comparações do nosso padrão de quente e do nosso padrão de frio, não sendo capazes de mensurar aquela propriedade que nada mais é do que o grau de agitação das moléculas, ou seja, a temperatura do corpo.

Objetivos

Os objetivos do primeiro laboratório experimental são:

Conhecer alguns tipos de medidores de temperatura, os termômetros.

Explorar a aplicação dos termômetros, como escala, faixa de uso e precisão dos instrumentos.

Desenvolvimento teórico

Temperatura:

O conceito de temperatura está ligado ao fluxo de calor entre dois corpos, esta transferência será devida a diferença de temperatura entre os dois corpos em análise, ou seja, a temperatura é exatamente o potencial que causa esta troca de calor.

Escala de temperatura:

As escalas de temperatura são definidas pelo valor numérico em um ponto fixo padrão, este ponto fixo padrão é o ponto de equilíbrio da água entre os estados de vapor, gelo e água líquida. Este ponto fixo é dado por 273,16 K, onde K é a unidade da escala absoluta de temperatura Kelvin. A escala Kelvin é uma escala absoluta, ou seja, o menor valor nesta escala é o 0K onde não há grau de agitação das moléculas de uma substancia que se encontra nesta temperatura. Por definição 273,16 K equivale a 0ºC e qualquer variação na escala Kelvin tem o mesmo valor numérico na variação na escala Célsius.

Métodos para medição de temperaturas:

Para medição de temperaturas utilizamos os termômetros, os termômetros por definição são corpos que contêm pelo menos uma propriedade mensurável que se modifica conforme ocorre a mudança de sua temperatura.

A medição da temperatura de um dado corpo é realizada baseando-se na lei zero da termodinâmica, coloca-se um termômetro em contato com o corpo e espera-se que o equilíbrio térmico se estabeleça e assim efetua-se a medição da temperatura do corpo.

Quanto aos termômetros temos como propriedades mensuráveis variantes com a temperatura:

Expansão térmica de um sólido, liquido ou gás;

Resistência elétrica;

Efeito termo-elétrico;

Radiação;

Pontos de congelamento e ebulição;

Cores das superfícies.

Tipos de medidores de temperatura:

Podemos dividir os medidores de temperatura em dois grandes grupos:

1º grupo (contato direto)

Termômetro à variação de volume: de líquidos, de sólido;

Termômetro à pressão: de gás, de vapor;

Termômetro de Bulbo;

Termômetro a par termoelétrico;

Termômetro à resistência elétrica.

2º grupo (contato indireto)

Pirômetro óptico

Pirômetro fotoelétrico

Pirômetro de radiação

Vamos estabelecer agora uma comparação entre os dois grupos:

Direto Indireto

Condição Necessária para

medir com precisão 1) Estar em contato com o objeto a ser

medido.

2) Praticamente não mudar a temperatura do objeto devido ao contato do detector. 1) A radiação do objeto medido tem que chegar até o detector.

Característica 1) É difícil medir a temperatura de um objeto pequeno, porque este tem tendência de mudança de temperatura quando em contato com um objeto cuja temperatura é diferente.

2) É difícil medir o objeto que está em movimento 1) Não muda a temperatura do objeto, porque o detector não está em contato direto com o mesmo.

2) Pode medir o objeto que está em movimento.

3) Geralmente mede a temperatura da superfície.

4) Depende da emissividade

Faixa de

Temperatura É indicado para medir temperaturas menores que 1600ºC. É adequado para medir temperaturas elevadas

( > -50 ºC).

Precisão Geralmente, ± 1% da faixa Geralmente 3 a 10 ºC

Tempo de Resposta Geralmente grande (> 5min) Geralmente pequeno (0,3 ~ 3 s)

Medição de temperatura por efeito mecânico

Termômetros classificados pela variação de volume:

São baseados no fenômeno de dilatação aparente de um líquido dentro de um recipiente fechado.

V = Vo ( 1 + ρa*t )

Onde:

V = volume aparente à temperatura t.

Vo = volume aparente à temperatura 0º.

ρa = coeficiente de dilatação aparente do líquido.

t = temperatura do líquido.