o olá estamos de volta para a nossa décima oitava aula do nosso curso de meteorologia na aula passada nós falamos sobre os manômetros os instrumentos medidores de pressão nessa aula nós vamos falar sobre os termômetros que são os instrumentos que medem temperatura então observado aqui os nossos tópicos de aulas o primeiro vamos fazer uma breve introdução sobre o instrumento apresenta apresentando as suas definições e características depois vamos passar para alguns conceitos básicos e importantes algum entendimento da sua aplicação e na sequência vamos apresentar alguns tipos de termômetros e suas aplicações e depois vamos tratar especificamente
dos termopares que são medidores de temperatura vastamente aplicados na indústria e por fim vamos relembrar um pouco as escalas de temperatura e a relação entre elas então vamos iniciar a nossa aula bom então fazendo uma breve introdução e contextualizando o assunto da medição do termômetro de temperatura nós temos que a temperatura é talvez a variável mais importante um processo industriais sempre em algum momento nós precisamos fazer o monitoramento da temperatura a evolução da temperatura de um sistema e até mesmo fazer o controle ea investigação desse processo e aí na sua medição e controle embora difíceis
no certos casos são vitais para que a qualidade do produto ea segurança não só do equipamento como também do operador sejam garantidos ela altera direta ou indiretamente as características físico-químicas e substâncias bem como o comportamento dos processos lembrando que a temperatura muitas vezes ela pode ser uma variável externa fora das variáveis que a gente está estudando porém que gera influência no resultado final e ela é uma propriedade da matéria que está relacionada com o movimento dos átomos de uma substância e possuem uma determinada energia cinética que se traduz na forma de vibração ou deslocamento ela
é representada em uma escala numérica onde quanto maior o seu valor maior é a energia cinética média dos átomos do corpo que está sendo avaliado e agora vamos tratar de alguns conceitos básicos e importantes para a compreensão na medição de temperatura então as conceição a própria temperatura fazer a sua definição ou seja a grandeza física relacionada com o grau de vibração dos átomos e o moléculas que consistem o corpo então a temperatura é a grandeza que mede o grau de agitação o grau de vibração de átomos ou moléculas de um corpo e o calor que
muitas vezes é confundido com temperatura muitas vezes a gente vê como se esse termos fossem sinônimos o calor é outra coisa o calor é a energia térmica em trânsito de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura então temperatura é a grandeza que mede esse estado de oi e o calor é a energia térmica em movimento em trânsito de um corpo para outro e continuando alguns conceitos básicos vamos tratar de alguns princípios importantes para a construção de um termômetro então alguns passos devem ser seguidos e algumas condições devem ser avaliados o primeiro
passo então é escolher uma propriedade termométrica ou seja um sistema sensor como esse termômetro que será construído que será fabricado como ele vai captar essa temperatura para fazer a sua medição padrão essa propriedade termométrica deve ser compatível ao sistema a ser medido ao sistema ser avaliado o segundo passo é definir o justamente a escala de temperatura esse sistema sensor que vai captar essa essa grandeza né é vai traduzir o o nível de agitação das moléculas segundo qual escala de temperatura de um isso precisa ser definido também e o erro que nós já conhecemos né e
aulas passadas que é a diferença entre a leitura do sistema engenhoso em comparação com padrão este erro irá depender do tipo de sensor cabos e sistema de leitura que a gente esteja usando é será esse sistema de leitura analógico digital osciloscópio registrador em fim eu tô falando agora sobre alguns tipos de termômetros e as suas aplicações - termômetro de líquido em vidro bastante conhecido ele é adaptável a uma grande variedade de aplicações variando-se o material de construção e a sua configuração então nós temos várias aplicações para esse termômetro de líquido em vidro desde a sua
residência não é muito comum a gente ver em residências um termômetro desse para medir temperatura mas ele pode ser utilizado também para aplicações industriais então ele vai precisar ser confeccionado para esses casos um material mais resistente enfim e esses termômetros podem ser de dois tipos sendo o primeiro tipo o de imersão total no qual eles são calibrados para leitura correta quando a coluna de líquido está imersa completamente no fluido medido ios emersão parcial são calibrados para leitura correta quando imersos numa quantidade definida com uma porção exposta a uma temperatura definida aqui nessa tabela nós apresentamos
algumas substâncias que normalmente são utilizados na fabricação desse tipo de termômetro e você limite inferior ou seja o seu ponto de congelamento é muito importante conhecer o ponto de congelamento essas substâncias para melhor definir qual vai ser mais adequada a determinada situação e aí é continuando temos termômetros de pressão esses termômetros eles utilizam o princípio da expansão dos líquidos em espaço confinado para produzir a pressão a ser utilizada para operar um tubo de bourdon de fole ou até de diafragma mostrando a temperatura de atuação os termômetros depressão podem ainda ser classificados segundo quatro grupos eles
podem ser a classe um que são os sistemas cheios com líquidos excluindo-se o mercúrio podem ser a classe dois sistemas com vapor da classe três sistemas cheios de gás ou da classe 4 sistemas cheios com mercúrio é continuando temos também os termômetros bimetálicos esses termômetros são baseados na dilatação de metais como diferentes metais possuem diferentes coeficientes de dilatação representados na ilustração esquemática do slide pelos coeficientes alfa e ao fabi aqui embaixo representando os coeficientes de dilatação e desses dois metais preciosos metais se estiverem dispostos em lâminas conjuntas a dilatação diferenciada e a curvar este conjunto
lâminas esse tipo de termômetro bimetálico pode ser aplicações como sendo elemento sensor de controle de temperatura principalmente do tipo de liga-desliga ou como sistema de chave e para desligar o sistema em caso de sobrecarga em aparelhos elétricos de dentro desse tipo de termômetro nós podemos tratar também os termopares de maneira mais específica o termopar talvez seja o método mais comum de medição de temperatura e também de controle de temperatura é utilizado e meio industrial né ele utiliza um circuito elétrico né que é justamente o pé mopar pergunta meu pai consiste de dois condutores elétricos feitos
de materiais diferentes ou seja materiais metálicos diferentes que vão ter coeficientes de dilatação diferente e que possuem pelo menos uma conexão elétrica e esta conexão elétrica entre esses dois metais é chamada de junção ou de junta essa junção ou junta pode ser criada a partir de soldagem ou qualquer outro método que proporcionem um bom contato elétrico entre esses dois condutores e a saída nesse sistema é uma atenção e existe uma relação definida entre esta tensão ea temperatura das funções que formam o circuito do termopar então esse valor da pensão será lido por um outro aparelho
receptor tirar fazer a tradução dos valores de tensa e temperatura segundo obviamente uma calibração prévia realizada nesse sistema e assim indicando no seu mostrador o valor de temperatura para o usuário é continuando temos algumas imagens aqui sobre os aspectos construtivos dos termopares então aqui nós temos o termo para ou seja os dois condutores metálicos com as suas junções nas extremidades aqui nós temos um diagrama esquemático mostrando o seu princípio de funcionamento os dois condutores não é formando o termopar unidos a sua na sua extremidade ou seja a junção ou junto e o instrumento indicador que
vai registrar o valor dessa atenção e converter um valor de temperatura artes tem nós temos um exemplo de um aparelho desses nem indicador da temperatura ele recebe o termopar me recebe atenção o que está sendo experimentada nessa junção é quando o termopar ele é ele entra em contato com a região cuja temperatura a gente quer medir aqui a gente quer monitorar é esse calor dessa região faz com que os dois condutores metálicos eles dilatem e como eles têm essa união na sua extremidade como eles têm essa junção dos dois coeficientes de dilatação diferente fazem com
quiser uma tensão entre eles gerando uma diferença potencial e é traduzida neste aparelho indicador para valores de temperatura nós temos aqui também um exemplo de uma bainha que é uma estrutura na qual o termopar muitas vezes é inserido para trabalhar em regiões os a temperatura é tão alta que a agredir a sua integridade física é continuando temos aqui uma vista em corte nesse modelo de bainha mostrando à disposição do termopar no seu interior assim como outros modelos de bainha com diferentes diâmetros e comprimentos sendo tanto metálicos ou até mesmo cerâmicos e aqui temos uma vista
importe com as principais fases que compõem este conjunto do sistema da bainha e continuando quando a gente fala de termopares a gente precisa apresentar os efeitos termoelétricos que estão aplicados né como fenômenos necessários para o seu princípio de funcionamento então a utilização do termopar a sua aplicação ela funciona baseado no seguintes efeitos termoelétricos primeiramente temos o efeito termoelétrico de fibra para o qual consiste na produção de uma diferença de potencial entre duas funções de condutores de materiais diferentes quando esses condutores estão diferentes temperaturas temos o efeito de peltier e trata da produção de um gradiente
de temperatura na junção de dois condutores de materiais diferentes quando estes estão submetidos ao e são elétrica em um circuito fechado e também temos o efeito de thomson que descreve a capacidade de um metal submetido a uma corrente elétrica e um gradiente de temperatura em absorver energia térmica ou gerar calor então esses princípios regem a utilização dos termopares e nessa tabela nós apresentamos tipos e faixas de operação dos termopares mais comuns e mais utilizados então o tipo deles é normalmente representado por uma letra como pode ser visto na primeira coluna dessa tabela e essa letra
indica os componentes metálicos que fazem parte desse termopar temos a faixa de operação na terceira coluna dessa tabela o que é muito importante de se avaliar os nós deveremos conhecer o sistema que será submetida à avaliação temperatura para ter ideia das faixas de temperatura que eles trabalham para a gente selecionar o termopar mais apropriado para essa faixa de temperatura e ir na última coluna temos características genéricas de cada tipo de termopar k e continuando net gráfico nós podemos analisar as tensões de saída usando uma junção de referência a 0° então nós temos a questão da
tensão de saída em relação à temperatura de trabalho é das faixas de operação dessas termopar também é uma importante análise comparativa que deve ser feita para melhor seleção desse tema paris e agora falamos um pouco sobre os casos de temperatura desde o ensino médio nós conhecemos né e aprendemos a trabalhar com algumas escalas de temperatura pelo menos as temperaturas celsius kelvin e fahrenheit talvez a de rankine a gente não tenha muito conhecimento durante o ensino médio porém a partir do momento que ingressamos na universidade e começamos a pagar essas matérias mais técnicas tecnológicas nós entramos
em contato com a escala rankine também o ideal dizer atura clássicas de física e sobre instrumentação que tratam peças escalas de temperatura normalmente trazem para a gente essa comparação entre os principais pontos de temperatura importantes para serem avaliados e que regem a relação entre essas escalas por exemplo temos na tabela exemplificando a o ponto de ebulição de água usam de água e de zero absoluto então facilmente podemos relacionar essas escalas de temperatura em importante destacar aqui e apontar para a questão uma das escalas que são divididas em 100 partes né nós temos tanto a escala
celsius como a escala kelvin divididas em sem par então é muito comum a gente perceber até em alguns meios de divulgação jornais enfim é tratando uma certa temperatura de algum fato que ocorreu como uma temperatura de tantos graus centígrados muitas vezes nós vemos até repórteres falando isso na verdade é a informação que está sendo dada ela está errada como estamos no brasil provavelmente essa temperatura em graus celsius graus centígrados e nós temos na verdade do dois duas unidades né de temperatura que são sentidas são as escalas celsius e a escala kelvin porém nós temos que
fazer essa distinção no sistema internacional como já vimos a escala que foi adotada de temperatura oi a kelvin justamente pelo fato de ela possuir o zero absoluto e continuando é normalmente temos também em diversas literaturas como os livros de física que utilizamos no ensino médio várias equações que mostram como relacionar duas escalas de temperatura diferente essa tabela que nós trazemos nos laje apresenta algumas dessas equações normalmente apresentadas e utilizadas porém nós podemos trabalhar com relações como apresentada na equação da direita te envolvem já essas quatro escalas de temperatura então na preparação desta equação que trabalha
as quatro escalas todas as equações que a gente se ver nas literaturas por um sumarizadas de maneira a gente ficar com uma equação mais enxuto o que devemos fazer nesse caso é se queremos trabalhar com duas de a escala de temperatura fazendo a conversão de valor entre uma e outra nós tapamos as outras e utilizamos apenas as que serão trabalhadas por exemplo se eu quero trabalhar convertendo temperaturas é de graus celsius em graus rankine o que devo fazer é esquecer as faces que tratam de graus fahrenheit e kelvin e trabalhar apenas com essas duas que
eu quero utilizar por fim apresentamos um exercício de fixação no qual temos uma tabela com as quatro escalas de temperatura conhecidas e alguns valores já disponíveis em algumas células células dessa tabela o exercício consiste em completar a tabela convertendo as temperaturas das escalas apresentadas para isso deve-se utilizar é esta relação essa é a equação que relaciona as faces causa de temperatura e foi apresentado no slide passado então espero que vocês se divirtam preenchendo essa tabela completando um as temperaturas que faltam e ficamos por aqui até a próxima aula
