Eletrônica E Instrumentação

ETAPA 2

PASSO 1

História da Medição de Temperatura

Primórdios (séculos XVI – XVIII)

ClaudiusGalenus

Os registos históricos existentes situam a primeira tentativade estabelecer uma “escala de temperaturas” por volta de 170 d.c.O médico grego ClaudiusGalenus de Pergamum (129 – 201) terásugerido que as sensações de quente e de frio fossem medidascom base numa escala com quatro divisões numeradas acima eabaixo de um ponto neutro. A essa escala termométrica atribuiu atemperatura de “4 graus de calor” à água a ferver, a temperaturade “4 graus de frio” ao gelo e a temperatura de “neutra” à mistura de iguais quantidadesdaquelas duas substâncias.

Galileu Galilei

Não obstante a termometria anteceder a épocas tão remotas,a invenção do primeiro termómetro é atribuída ao Físico italianoGalileu Galilei (1564 – 1642). O equipamento consistia de umrecipiente aberto contendo água colorida e sobre a qual se inseria aextremidade de um tubo fino de vidro suspenso, tendo naextremidade superior uma esfera oca.Pensa-se que Galileu tenha usado vinho ao invés de água.

Antes da imersão do tubo, de alguma forma, foi expelida umaparte do ar contida no seu interior, criando naquela câmara uma pressão menor do que aatmosférica, fazendo com que o líquido subisse dentro do tubo.

Um aumento detemperatura do ar no interior da esfera provocava uma expansão do ar consequentemente uma movimentação no nível do líquido para baixo e, por outro lado,

uma queda de temperatura resultava no movimento do nível do líquido para cima. As

flutuações da temperatura da esfera podiam assim ser observadas, anotando a posição do líquido dentro do tubo. Este primeiro instrumento foi designado por termoscópio

(instrumento que indica variações temperatura por mudança de volume).

Termómetro de

Galileu Galilei.

Em 1611, Bartolomeu Telioux, de Roma, desenhou um termoscópio dotado de uma

escala. Mas o verdadeiro “termómetro” foi inventado pelo médico SanctoriusSanctorius,que, cerca de 1612, desenvolveu um termómetro de ar equipadocom uma escala para leitura da temperatura.

Na segunda metade do século XVII o termómetro a ar erajá muito conhecido, embora a sua eficácia não fosse muito boa.Em 1644, Evangelista Torricelli descobriu a variabilidade dapressão do ar e, cerca de 1660, comprovou-se que o termómetroa ar reagia não só à variação de temperatura mas também àvariação de pressão.

Torricelli

A solução para esse problema (e também opasso seguinte na medição de temperatura) fora dado em1651 por Ferdinando II (1610 – 1670), Gran Duque daToscânia, que desenvolveu o primeiro termómetro que usavalíquido em vez de ar como meio termométrico. Selou umtubo contendo álcool e tendo gravada uma escala arbitrária,

dividida em 50 graus. Não era referido nenhum ponto fixocomo sendo o zero da escala. Nascia assim o termómetroFlorentino.

Robert Hooke

Em 1664, Robert Hook (1635 – 1703), da London RoyalSociety, usou tinta vermelha no álcool. A sua escala, em que osgraus representavam um incremento no volume equivalente acerca de 1/500 do volume total do líquido no termómetro,necessitava apenas de um ponto fixo. O ponto fixo que eleescolheu foi o ponto de solidificação da água. Hook reparou quea mesma escala poderia ser usada por termómetros de vários

tamanhos.

OlefRoemer

Em 1702, o astrónomo OlefRoemer (1644 – 1710), oriundo deCopenhaga, utilizou dois pontos fixos na sua escala (o ponto desolidificação e o ponto de ebulição da água), dando início à criaçãode escalas termométricas que se assemelham às que se conhecem

hoje em dia e à construção de termómetros muito próximos dos modelos atuais.

Conceitos fundamentais

A temperatura é uma das grandezas físicas mais medidas e controladas. A temperatura está de algum modo presente nas mais variadas situações,desde o nosso dia-a-dia até à investigação científica. As grandezas e os fenómenos físicosdependem quase sempre da temperatura, o que a torna um parâmetro da maior relevância.

Além disso é uma variável importante na Termodinâmica, a qual é parte importante dos

currículos do ensino básico e secundário. Como qualquer grandeza física, a temperatura precisa de ser traduzida num númeroe respectiva unidade o que nos leva ao problema da sua medição. Nesta perspectiva,pretende-se abordar a metrologia da temperatura e os termómetros utilizados em diversassituações e gamas de temperaturas.

A Metrologia como ciência da medição compreendetodos os aspectos teóricos e práticos relativos à medição pelo que é essencial paraassegurar a qualidade das medições e a sua validade. Assim pretende-se usar umtermómetro de resistência de platina calibrado nas atividades experimentais deInter comparação de vários termómetros.

Conceito de temperatura

A temperatura pode ser vista como um indicador da energia cinética molecular

média de um corpo (Tipler, 1994). No entanto, só a energia cinética de translação

contribui para a grandeza temperatura, aspecto que por vezes não é referido.

Equilíbrio térmico

O equilíbrio térmico é atingido por dois sistemas depois de estes estarem emcontacto através de uma parede diatérmica. No equilíbrio térmico as coordenadastermodinâmicas de ambos os sistemas não podem ter valores quaisquer, pois a condição

de equilíbrio térmico impõe uma relação restritiva para os seus valores. O conceito de

equilíbrio térmico traduz uma relação de equivalência com