RELATÓRIO DE TERMODINÂMICA EXPERIMENTAL

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Principais exemplos desses medidores:

- Termômetros:

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- Termômetro de Mercúrio: possui como principal característica de funcionamento a dilatação do mercúrio. A faixa de operação do mercúrio pode ser de -35ºC até 550ºC. O uso mais comum desse tipo de termômetro é uso clínico, na indústria em geral para registros.

É a instrumentação mais precisa dos sistemas mecânicos de medição. Por outro lado, suas principais desvantagens são o fato de que seu tempo de resposta é demorado, o que faz com que não possa ser usado para controle de temperatura, mas apenas para medição.

Os custos médios desse equipamento preços baixos como R$20,00 até R$400,00. A grande variação deve-se aos usos desse equipamento, que possui preços mais baixos para usos clínicos e mais altos para usos industriais.

- Termômetro de Tolueno: possui como principal característica a dilatação do tolueno. A faixa de operação do Tolueno varia entre -80ºC até 100ºC. As aplicações desse tipo de termômetro são mais comuns na indústria para fazer registros.

A principal vantagem desse medidor é a precisão. Por outro lado algumas das desvantagens são o fato da faixa de operação ser muito pequena em comparação com outros produtos, o fato de ser incolor e também por causar danos ao ser humano caso inalado. A faixa de preço desse tipo de termômetro se assemelha a dos termômetros de mercúrio.

- Termômetro de Álcool Etílico: possui como principal característica de funcionamento a dilatação do álcool. A sua faixa de operação varia de -10ºC até 150ºC. As aplicações desse tipo de termômetro são mais comuns em laboratórios e uso clínico.

A principal vantagem desse termômetro é a precisão. A principal desvantagem desse termômetro é que a faixa de temperatura é muito pequena, assim como a temperatura máxima. A faixa de preço desse tipo de termômetro também se assemelha aos termômetros de mercúrio.

3.1.2) Termômetro de Expansão de Sólido:

- Termômetro Bimetálico: o termômetro bimetálico é construído por duas lâminas de metais diferentes, unidas entre si e enroladas em espiral ou em hélice, com uma das extremidades fixas. Dessa maneira, pela diferença entre o coeficiente de dilatação entre os metais, a outra gira proporcionalmente de acordo com a variação de temperatura.

As principais aplicações de termômetros bimetálicos são em sistemas de aquecimento, tanques de água quente, aquecedores solares e estações de transferência de calor, indústria petroquímica. Um exemplo de faixa de medição de termômetros bimetálicos é de -30ºC até 120ºC, mas essa faixa varia muito de acordo com cada termômetro e sua aplicação, de acordo com os metais que são utilizados.

Um benefício muito grande do termômetro bimetálico é o fato dele poder ser trocado sem interromper o processo que está sendo realizado, por isso é muito utilizado para analisar processos industriais. Um ponto negativo desse aparato é que o tipo de termômetro pode variar muito para cada tipo de aplicação. O custo desse equipamento pode variar de R$40,00 até valores como R$400,00.

Uma aplicação muito interessante desse aparato é em circuitos elétricos. Nesse caso, o termômetro é usado para efetuar automaticamente a abertura ou fechamento do circuito para valores preestabelecidos de temperatura. Um exemplo claro é quando há um curto circuito e é necessário que o circuito seja interrompido.

3.1.3) Medidores de temperatura por variação de pressão:

Esse tipo de medidor se assemelha aos medidores de dilatação líquida, pois também possui um bulbo, um elemento de medição e uma ligação por tubo capilar entre esses dois elementos. O equipamento é feito de modo que o volume do conjunto é constante e preenchido com um gás a alta pressão. Conforme varia a temperatura, a pressão do gás varia conforme a lei dos gases perfeitos, que matematicamente é:

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Ou também

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- Termômetros de pressão a gás:

Esse tipo de termômetro pode ser preenchido com diferentes tipos de gases, os de uso mais comuns são o Nitrogênio (N2), Hidrogênio (H2), Hélio (He) e Dióxido de Carbono (CO2). Geralmente é pressurizado a com uma pressão que varia de 20 a 50 atm. Como esse medidor possui um gás como seu constituinte, a faixa de medição varia de acordo com a temperatura crítica de cada gás (temperatura acima da qual a substância existe somente na forma de gás).

A tabela a seguir mostra a temperatura crítica para cada um dos gases:

Gás

Temperatura Crítica (ºC)

Hélio (He)

-267,8

Hidrogênio (H2)

-239,9

Nitrogênio (N2)

-147,1

Dióxido de Carbono (CO2)

-31,1

O limite superior da faixa de medição também varia para cada um dos gases. O limite máximo do Nitrogênio, por exemplo, é de 600 ºC.

A maior utilização desse termômetro é usada em laboratórios e também para a calibração de outros termômetros. É utilizado também na indústria química e petroquímica, indústria de alimentos e em placas e painéis. São utilizados em locais onde existem pontos de difícil acesso ou em locais onde o ponto de medição esteja longe do local de medição.

Um ponto positivo desse medidor é que ele se adapta facilmente a qualquer conexão de processo e local de instalação. Por outro lado, apesar de se adaptar facilmente, é um equipamento que muitas vezes pode ser frágil, e requer cuidado na hora de manusear.

O preço desse termômetro possui um custo um pouco mais elevado, pelo fato de ser um equipamento de precisão alta, e por geralmente vir acompanhado de grande variedade de aparato de montagem.

- Termômetros de pressão a vapor:

O

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