Guia Completo sobre Termômetros e Medição de Temperatura

Termômetros e Psicrômetros

Um psicrômetro é um tipo especial de higrômetro constituído por dois termômetros: um mede a temperatura de bulbo seco e o outro, a de bulbo úmido. Novos dispositivos para medir a umidade baseiam-se na alteração da resistência elétrica de certas substâncias em função da umidade.

Termopar

Um termopar é um sensor de temperatura constituído por dois fios de metais diferentes, ligados em uma extremidade, que produzem uma pequena voltagem associada à temperatura. Esta tensão é medida por um termômetro termopar.

Termômetro de Resistência

Um termômetro de resistência utiliza a dependência da resistência elétrica de metais, ligas e semicondutores (termistores) em relação à temperatura. Essa propriedade permite identificar a natureza do material como condutor, isolante ou semicondutor.

Características dos materiais condutores

• Alto coeficiente de temperatura: garante maior sensibilidade ao instrumento.
• Alta resistividade: quanto maior a resistência a uma temperatura, maior o grau de variação e sensibilidade.
• Linearidade: relação linear entre temperatura e resistência.
• Rigidez e ductilidade: permite processos de fabricação e desenho sinuoso na bobina para obter resposta rápida.

Materiais comumente utilizados:

• Platina
• Níquel
• Cobre

Termômetro a Gás

O termômetro a gás a volume constante consiste em um frasco com gás (hélio, hidrogênio ou nitrogênio) e um manômetro. A pressão do gás, indicada pela coluna de mercúrio, permite calcular a temperatura.

Medições de Temperatura e Escalas

A temperatura é definida pelo estado térmico de um corpo em relação à sua capacidade de transferir ou adquirir calor. Na termodinâmica, é a medida da velocidade média das moléculas.

Escalas Termométricas

A medição é feita com base em escalas arbitrárias:

• Celsius: baseada nos pontos de fusão do gelo (0 °C) e ebulição da água (100 °C).
• Fahrenheit: utiliza 32 °F e 212 °F para os mesmos pontos.
• Kelvin: escala absoluta utilizada no sistema científico, onde o zero absoluto representa a ausência de movimento molecular.

Tipos de Termômetros

O termômetro (do grego thermos, calor, e metron, medida) evoluiu significativamente, passando dos modelos de expansão de mercúrio aos modernos digitais.

Termômetro de Mercúrio

Utilizado para medir a temperatura ambiente, o mercúrio é contido em um tubo de vidro com escala graduada, projetado para evitar a absorção de radiação externa.

Termômetro Bimetálico

Utiliza a diferença de expansão térmica de duas placas metálicas unidas. A variação de temperatura causa uma curvatura na lâmina, movendo um ponteiro em uma escala.

Termopilha e Termistores

Uma termopilha é um grupo de termopares ligados em série. Já os termistores são sensores resistivos baseados em semicondutores (NTC ou PTC), amplamente utilizados em circuitos eletrônicos digitais.

Pirômetros

Um pirômetro mede a temperatura sem contato, sendo ideal para faixas acima de 600 °C, como em siderúrgicas. O funcionamento baseia-se na radiação infravermelha emitida pelos corpos.

Tipos de Pirômetros

• Ópticos: comparam a cor da radiação visível do objeto com um filamento aquecido.
• De Radiação: baseiam-se na lei de Stefan-Boltzmann, medindo a energia total emitida.