O que é
temperatura, e como medi-la de forma quantitativa e precisa?
Temperatura é a medida através do
grau de agitação das moléculas de um sistema, sendo assim não podemos medi - lá
diretamente, precisamos estabelecer padrões observando as alterações dos
objetos analisados, como os efeitos da dilatação térmica e a resistência
elétrica. A dilação térmica é o fenômeno pelo qual o corpo sofre uma variação
nas suas dimensões, quando há variação da sua temperatura. A resistência
elétrica é a capacidade de um corpo qualquer se opor à passagem de uma corrente
elétrica mesmo quando existe uma diferença de potencial aplicada.
Para superar esse problema, existe
um aparelho chamado termômetro ou sensor de temperatura, que relaciona a
temperatura a alguma propriedade física do corpo, que passa a ser chamada
grandeza termométrica, e essa relação entre grandeza e temperatura é chamada de
função termométrica.
O termômetro é um aparelho usado para
medir a temperatura ou as variações de temperatura. Ele é constituído por uma
substância que possua uma propriedade termométrica, isto é, uma propriedade que
varia com a temperatura.
Existem vários tipos de termômetro
como por exemplo o termômetro bimetálico, termômetro de gás, termômetro
infravermelho, termômetro de máxima e mínima, termômetro de mercúrio,
termômetro digital entre outros.
Se faz necessário o uso de uma
escala termométrica que é definida por um conjunto de valores atribuídos a um
mesmo corpo em diferentes temperaturas, mediante a correspondência de uma
equação termométrica ou uma lei de dependência. A escala mais usada na maioria
dos países do mundo é a Celsius (°C), Nessa escala, o parâmetro foi a água, com
0°C para o ponto de congelamento e 100°C para o ponto de ebulição. As Outras
escalas são a Fahrenheit, a Kelvin e a Réaumur.
Esse experimento corresponde a
construção de um sensor de temperatura. Um sensor pode ser definido como um
transdutor que altera a sua característica física interna devido a um fenômeno
físico externo. Um sensor muda seu comportamento sob a ação de uma grandeza
física, podendo fornecer direta ou indiretamente um sinal que indica essa
grandeza e convertendo uma quantidade física em um sinal elétrico.
O presente trabalho visa apresentar
uma intervenção no ensino que auxilie o professor a construir com seus alunos o
conceito termodinâmico de temperatura través da construção de um sensor de
temperatura.
Material
necessário:
Transistor LM35 – termômetro na forma de circuito integrado;
1 bateria de 9 volts;
2 garras tipo jacaré para conectar a bateria;
2 metros de fio polarizado de espessura de 1 mm;
1 multímetro com escala de milivolts;
1 alicate de corte diagonal;
1 ferro de solda;
Arame de solda;
1 chave de fenda de ponta fina;
1 fita isolante para isolamento das conexões;
Construção do Termômetro:
Para a construção do termômetro
explicaremos a função de alguns materiais citados anteriormente. A pilha de 9
Volts fornecerá a energia para o
circuito; as garras serão utilizadas para fazer a conexão com a bateria; os
fios servirão como cabos de conexão para fazer as ligações dos componentes; o
multímetro digital será usado para fornecer a leitura da temperatura , e o
sensor de temperatura será usado para medir a temperatura do ambiente ou
material.
Na construção do termômetro, o mostrador do multímetro
apresenta um valor de temperatura que não coincide com as escalas termométricas
conhecidas, por exemplo, a escala de temperatura Celsius. Poderíamos medir dois
valores diferentes de temperatura com o termômetro construído de modo a
conseguir uma relação matemática entre esta escala de temperatura e a escala de
Celsius. Esse procedimento é o mesmo daquele adotado nas aulas de termometria
do Ensino Médio, com as escalas de temperaturas Celsius e Fahrenheit, onde lá
se adota geralmente os pontos médios de fusão (0 °C/32 °F) e ebulição (100
°C/312 °F) da água à temperatura atmosférica de 1 atm.
Grupo da Áurea.
Muito legal! =)
ResponderExcluir