LABORATÓRIO DE TERMODINÂMICA MEDIDA EXPERIMENTAL DE TEMPERATURA

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Termopar

Consiste em dois materiais diferentes unidos entre si, sendo possível a medicao de temperatura , através da diferença dos coeficientes de dilatação entre os materiais. Normalmente ficam unidos a cabeçotes para fixação no equipamento.

Sensores de pressão – Barômetros, Manômetros e Transdutores

Utilizados para medir a temperatura de um sistema, seja a pressão relativa ou absoluta. Barômetros e manômetros ficam acoplados ao equipamento, e transdutores de pressão são como termopares, associados a computadores.

Precisão

É o grau de variação de resultados de uma medição. Utiliza o desvio-padrão de de repetições da mesma análise.

Resolução

A resolução é o menor valor que você pode medir com um instrumento de medição. Nos instrumentos digitais é a variação que ocorre no último dígito.

Incerteza

Diz respeito à variação que uma medida obtida pode variar, devido a incertezas experimentais, e rros que ocorrem nas medições.

4 - TIPOS DE MEDIDORES DE TEMPERATURA

4.1 - Medições pelo Efeito Mecânico

4.1.1 - Variação de Volume

É o modelo mais comum, devido seu preco acessível. Seu funcionamento se deve à variação do volume de um líquido conhecido em função da variação de temperatura. O mais utilizado é o mercúrio, com uma faixa de -38°C a a 315°C.

A figura 1 mostra um termômetro de variação de volume.

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Figura 1 Termômetro de variação de volume

4.1.2 - Variação de Pressão

Esse modelo de termômetro consiste em uma massa fixa de gás contida em um volume constante, de forma que ao medir-se a pressão através de um manômetro, é possível calcular a temperatura a partir da equação dos gases perfeitos.Os materias que são utilizados em sua construção devem conter baixo coeficiente de dilatação para que os erros sejam mínimos . Esse modelo é indicado para temperaturas entre 2,5K e 1300K.A Figura (4.1) mostra o termômetro de gás.

[pic 3]

Figura 2 - Termômetro de Gás

O modelo mostrado na figura 2 é um termômetro de expansão de um fluido, e possui um bulbo contendo líquido e vapor. O líquido evapora devido ao aumento de temperatura, gerando assim aumento de pressão medido pelo manômetro. Para o funcionamento correto do manômetro é necessário que o líquido possua alto coeficiente de expansão, e por isso são indicados Glicerina, Tolueno, Álcool e Mercúrio.

[pic 4]

Figura 2 - Termômetro de Expansão de um Líquido

4.1.3 - Termômetro Bimetálico

O funcionamento desse modelo de termômetro ( figura 3) se dá através da dilatação linear dos materiais. Um exemplo é o de lâmina bimetálica helicoidal, que possui um ponteiro que se desloca dentro de uma escala, sendo possível a leitura da temperatura.

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Figura 3 - Termômetro Bimetálico

4.1.4 - Termômetro de Bulbo

Esse modelo (figura 4) é composto por um bulbo, um tubo capilar, um tubo de Bourdon e um dispositivo indicador. O tubo de Bourbon, através da variação de temperatura, expande-se ou contrai-se, gerando assim um movimento linear no dispositivo indicador, de forma que a leitura da temperatura é obtida.

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Figura 4 - Termômetro de Bulbo

4.2 - Medições pelo Efeito Elétrico

Sinal mais fácil de ser detectado e amplificado.

Termostato

O termostato é um instrumento que tem a função de impedir que a temperatura de determinado sistema varie além de certos limites preestabelecidos. Um mecanismo desse tipo é composto, fundamentalmente, por dois elementos: um indica a variação térmica sofrida pelo sistema e é chamado elemento sensor; o outro controla essa variação e corrige os desvios de temperatura, mantendo-a dentro do intervalo desejado. Termostatos controlam a temperatura dos refrigeradores, ferros elétricos, ar condicionado e muitos outros equipamentos.

4.2.1 - Termômetro

É um modelo preciso entre -117°C e 182°C, e seu funcionamento se deve à relação entre resistência elétrica e temperatura. Nos termistores a variação de resistência é exponencial, enquanto que no termômetro é polinominal.

4.2.2 - Temperatura por Efeito Termoelétrico

O funcionamento desse modelo se deve ao efeito Seebeck, através da geração de uma força eletromotriz devido à exposição de dois condutores metálicos diferentes submetidos à uma variação de temperatura. As combinações de metais que se usam nos termopares incluem o cobre (constatam de -180°C a 340°C), o ferro (constatam de -180°C a 815°C) e o cromel e alumel (-180°C até 1200°C).

4.3 - Medição pelo Efeito Radioativo

Esse modelo apresenta uma grande especifidade e custo, pois não são de contato, de forma que são muito utilizados em satélites meteorológicos, abrangendo uma faixa de medição entre -50 °C e 3000 °C.

4.3.1 Pirômetro Óptico

Esse modelo (figura 5) não depende do contato com o objeto para a medicao de temperatura, dando se através da imagem do material e sua transferência de calor, sendo utilizado para medir altas temperaturas superiores a 600 graus celsius.

[pic 7]

Figura 5 - Pirômetro Óptico

4.3.2 Pirômetro de Radiação

Esse modelo (figura 6) consiste na geração de uma força eletromotriz devido ao aumento de temperatura gerado devido ao aumento da concentração de radiação sobre ele, medido por um