SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 21
Baixar para ler offline
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE AUTOMAÇÃO E SISTEMAS
COORDENAÇÃO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL
MATEUS BARBOSA
VICTOR SAID
VICTÓRIA CABRAL
RELATÓRIO DE PRÁTICA EXPERIMENTAL:
TERMOMETRIA: CONSTRUÇÃO DE UM TERMÔMETRO DE ÁLCOOL
Salvador
2014
MATEUS BARBOSA
VICTOR SAID
VICTÓRIA CABRAL
RELATÓRIO DE PRÁTICA EXPERIMENTAL:
TERMOMETRIA: CONSTRUÇÃO DE UM TERMÔMETRO DE ÁLCOOL
Relatório de prática experimental, solicitado pelo
professor Thalisson Andrade, como requisito de
avaliação parcial da I Unidade da disciplina de Física
III, no Instituto Federal Bahia – IFBA, Câmpus
Salvador. Prática realizada sob orientação do Prof.
Thalisson Andrade.
Salvador
2014
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – (a) aumento da agitação da matéria, ampliação da energia térmica; (b)
redução da agitação da matéria, diminuição da energia térmica ................................5
Figura 2 – estrutura molecular e grau de liberdade: (a) sólido; (b) líquido; gás (vapor)
....................................................................................................................................7
Figura 3 – Variação do comprimento em função da variação de temperatura ............8
Figura 4 – Definição dos pontos fixos de gelo e de vapor...........................................9
Figura 5 – (a) Termômetro Finalizado; (b). Termômetro na Garra; (c). Posição do
álcool no tubo capilar. ...............................................................................................11
Figura 6 – (a) Medição da altura da coluna do álcool no tubo capilar, após dez
minutos em repouso; (b). Termômetro sendo aquecido à temperatura corporal; (c)
Medição da temperatura corporal..............................................................................12
Figura 7 – (a) Termômetro em gelo fundente; (b). Medição da coluna; (c) Medição
com termômetro de mercúrio. ...................................................................................13
Figura 8 – Correspondência entre as alturas e as temperaturas na escala Celsius..15
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .........................................................................................................4
2 TERMOMETRIA: A MEDIÇÃO DA TEMPERATURA .............................................5
2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS............................................................................5
2.2 MEDIÇÃO COM TERMÔMETRO .........................................................................8
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .....................................................................10
4 RESULTADOS.......................................................................................................14
4.1 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA AMBIENTE ......................................................14
4.2 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA CORPORAL.....................................................14
4.3 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA DO GELO FUNDENTE....................................14
4.4 CONSTRUÇÃO DA ESCALA..............................................................................15
5 QUESTIONÁRIO....................................................................................................17
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................20
REFERÊNCIAS.........................................................................................................20
4
1 INTRODUÇÃO
De acordo com Ramalho (et. al., 2007, p. 2), termologia é a área da física
responsável por estudar os fenômenos que envolvem a energia térmica, os
fenômenos térmicos. Esses fenômenos englobam desde a mudança de estado físico
da matéria, aos processos de aquecimento e resfriamento, nos quais ocorrem
variações na temperatura dos corpos.
Para esse autor, a análise termológica pode ocorrer a partir da perspectiva
macroscópica, ou microscópica, todavia, os resultados obtidos devem estar em
consonância com ambas. Na termologia, há alguns conceitos fundamentais que
devem ser analisados, como: energia térmica, calor, equilíbrio térmico e os estados
de agregação da matéria.
Dentro da termologia há uma área responsável pelo estudo e análise das
medições térmicas, a termometria. Na termometria faz-se a medição da temperatura
por diversos métodos distintos, contudo o principal instrumento termométrico é o
termômetro. Esse mecanismo funciona com base em pontos fixos, que são
componentes básicos da escala. A partir da dilatação dos corpos a partir da variação
da temperatura, mede-se a última.
Este relatório busca realizar a apresentação dos resultados de uma prática
experimental a respeito da termometria. O objetivo é efetuar a construção de um
termômetro de álcool, tendo como base os conhecimentos teóricos ministrados ao
decorrer da primeira unidade pelo professor Thalisson Andrade, orientador do
experimento, no Instituto Federal da Bahia, câmpus Salvador, na disciplina Física III.
A fim de fundamentar a elaboração deste relatório, as metodologias
empregadas foram: a revisão bibliográfica, a qual foi realizada utilizando livros,
websites, apostilas virtuais; a prática de laboratório, realizada com base no roteiro da
prática disponibilizado pelo docente; além dos conhecimentos teóricos ministrados
em classe.
5
2 TERMOMETRIA: A MEDIÇÃO DA TEMPERATURA
A termometria é a subárea da física que realiza o estudo dos métodos de
medição da temperatura. A temperatura, de acordo Ramalho (et. al., 2007, p. 3),
consiste na “medida do grau de agitação das moléculas”, isto é, a temperatura pode
ser mensurada com base na agitação molecular dos corpos.
2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Os corpos são constituídos de matéria, a matéria é constituída de moléculas,
que por sua vez é constituída de átomos, que subdividem-se, também. As moléculas
que constituem a matéria não são estáticas, elas estão em contínuo movimento, que
é desordenado e caótico. Não havendo padrão definido, assumindo diversos
sentidos e direções, à essa movimento molecular denomina-se agitação térmica.
Para Ramalho (et. al., 2007, p. 2), “a energia cinética associada a esse
movimento é denominada energia térmica”, a qual é variável e relaciona-se
intimamente com os estados de agregação da matéria. Na Figura 1, ilustra-se o
efeito da variação da energia térmica na agitação térmica da matéria.
Figura 1 – (a) aumento da agitação da matéria, ampliação da energia térmica; (b) redução da
agitação da matéria, diminuição da energia térmica
Fonte: RAMALHO et. al., 2007, p. 2.
Na Figura 1 (a) ocorreu o aquecimento da água, consequentemente, houve o
aumento da energia térmica do fluido, causando o aumento da agitação da matéria.
Na Figura 1 (b) o mesmo fenômeno ocorre, contudo em sentido inverso: ao adicionar
gelo à água, a temperatura reduz-se, ocorre a redução da energia térmica e a
diminuição da agitação da água.
6
Em ambos os procedimentos é ilustrado o processo de variação da energia
térmica. Segundo Ramalho (et. al., 2007, p. 3), quando há uma diferença térmica
entre dois corpos, esses buscam entrar em equilíbrio, para isso ocorre o fluxo de
energia térmica de um corpo a outro, o calor. O calor é uma grandeza mensurável,
sendo medida em Joule [J] no Sistema Internacional de Medidas (SI), e usualmente
em Calorias [cal]. A equação 1 apresenta a relação entre as grandezas.
1 cal = 4,1868 J (1)
Como definido inicialmente, a temperatura consiste no nível de agitação das
moléculas que constituem a matéria. A concepção de temperatura relaciona-se,
portanto, intimamente com o aumento ou redução da energia térmica. O aumento da
energia térmica desencadeia em maior agitação das moléculas, logo aumenta-se a
temperatura. A redução da energia térmica, faz com que a agitação das moléculas
seja menor, em consequência há uma queda na temperatura. Portanto, para
Ramalho (et. al., 2007, p. 4), os corpos buscam equilíbrio térmico, que consiste no
fluxo de calor entre dois corpos:
pode ser explicada pela diferença entre suas temperaturas. Quando dois
corpos são colocados em preença um do outro as moléculas do corpo
quente (mais rápidas) transferem energia cinética para as moléculas do
corpo frio (mais lentas). Com isso, as moléculas do corpo frio aumentam sua
velocidade e as moléculas do corpo quente têm sua velocidade diminuída,
até ser alcançada uma situação de equilíbrio. Em outras palavras, há
transferência de energia térmica (calor) do corpo mais quente para o corpo
mais frio
Com base nessa premissa, estabelece-se dois conceitos fundamentais dos
estudos termológicos:
Equilíbrio térmico: condição de equidade entre as temperatura de dois corpos
distintos. O equilíbrio térmico é o produto da troca de calor de dois corpos, cujas
temperaturas são diferentes. Esse equilíbrio é alcançado ao decorrer do tempo. Ao
fim do processo, não a troca de calor entre os corpos é inibida;
Lei Zero da Termodinâmica: “se dois corpos estão em equilíbrio térmico com
um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico entre si” (RAMALHO et. al., 2007, p. 4).
7
De acordo com Ramalho (et. al., 2007, p. 4), no contexto dos conceitos
fundamentais da termologia, e consequentemente da termometria, há ainda os
estados de agregação da matéria: sólido, líquido e gasoso, ilustrados na Figura 2.
Figura 2 – estrutura molecular e grau de liberdade: (a) sólido; (b) líquido; gás (vapor)
Fonte: RAMALHO et. al., 2007, p. 2.
As características desses estados são definidas a partir do volume e da
forma, bem como da interação entre as moléculas, seja por força de coesão ou
adesão. De acordo com o mesmo autor: “chamam-se de forças de coesão as forças
que se desenvolvem entre moléculas de mesma natureza, e forças de adesão as
que se desenvolvem entre moléculas de naturezas diferentes”.
Segundo Ramalho (et. al., 2007, p. 4-5), os sólidos, Figura 1 (a), são
caracterizados por possuírem, tanto o volume, quanto à forma definidos. Sendo
caracterizado por grande intensidade das forças de coesão molecular, baixo grau de
liberdade entre moléculas, com movimentos limitados à vibrações. Devido as
interações intermoleculares fortes, os sólidos tendem a formar “rede cristalina”
estáveis, sendo conhecidos, também, como retículos cristalinos.
Os líquidos, Figura 1 (b), não possuem forma definida, mas o volume é uma
grandeza mensurável. Assim como os sólidos, possuem forte coesão entre
moléculas, contudo nos sólidos o afastamento são menores. Líquidos distinguem-se
desses últimos, por possuírem maior grau de liberdade de movimento, tendo em
vista que “deslizam umas em relação as outras” (RAMALHO et. al., 2007, p. 5).
Os gases, Figura 1 (b) distinguem-se dos anteriores, pois não possuem nem
volume, nem forma definidas; assumem as dimensões do recipiente no qual estão
contidos, em sua totalidade. Possuem baixíssima força de coesão entre moléculas,
contudo têm grande liberdade de movimento, consideravelmente maior que nos
estados anteriores.
8
2.2 MEDIÇÃO COM TERMÔMETRO
A medição de temperatura faz-se necessário, pois torna a medida dessa
grandeza precisa e exata, independendo das sensações térmicas do indivíduo. Um
dos principais instrumentos utilizados na medição de temperatura é o termômetro.
De acordo com Ramalho (et. al., 2007, p. 9), os termômetros realizam a medição à
partir de “variações que certas propriedades dos corpos sofrem quando muda a
sensação térmica”.
O mesmo autor exemplifica esse princípio utilizando a dilatação do
comprimento de alguns corpos com a ação da variação da temperatura. A análise da
temperatura, nesse caso, pode ser feita tendo em vista que para cada temperatura θ
haverá uma dilatação x. Desse modo, torna-se possível realizar a medição indireta,
por inferência de outras variáveis, da temperatura.
Nesse contexto, assume-se que x é a grandeza termométrica, que
corresponderá a um valor de temperatura θ. Os termômetros utilizam como
grandeza termométrica, aquela que corresponde à um valor de temperatura θ, o
comprimento L. Então, para cada valor que o comprimento do termômetro assumir,
haverá uma temperatura correspondente, fazendo-se assim a medição da
temperatura, como ilustrado na Figura 3.
Figura 3 – Variação do comprimento em função da variação de temperatura
Fonte: RAMALHO et. al., 2007, p. 9.
A medição nesses instrumentos faz-se por meio do equilíbrio térmico. A
temperatura é uma variável de propagação lenta, portanto, até que o termômetro
esteja na mesma temperatura do meio à ser medido, levará algum tempo. Quando
esse equilíbrio térmico é alcançado, o termômetro terá um comprimento equivalente
9
à temperatura do ambiente, tendo em vista que para cada temperatura, há um
comprimento específico do material. Salienta-se que o material mais utilizado na
confecção de termômetros é o mercúrio.
De acordo com Ramalho (et. al., 2007, p. 11), ao “conjunto dos valores
numéricos que a temperatura θ pode assumir constitui uma escala termométrica,
que é estabelecida ao se graduar um termômetro”. Portanto, a escala termométrica
é a relação entre temperatura e comprimento, que possibilita a medição da
temperatura com precisão e exatidão.
Essa graduação é determinada com base em pontos fixos, que são valores de
temperatura, de fácil reprodução e invariáveis no tempo. Por convenção Ramalho
(et. al., 2007, p. 11), informa que são utilizados como ponto fixos na graduação de
um termômetro de mercúrio: o ponto de gelo (θG) da água, que é a “temperatura de
fusão do gelo sob pressão normal (1 atm)”; e o ponto de vapor (θV) da água, que
consiste na “temperatura de ebulição da água sob pressão normal (1 atm)”. Para o
procedimento, adiciona-se o termômetro nos ambientes com as temperaturas
referentes à ambos os pontos, como na Figura 4.
Figura 4 – Definição dos pontos fixos de gelo e de vapor
Fonte: RAMALHO et. al., 2007, p. 11.
Em seguida, arbitra-se valores de temperaturas para ambas as alturas, a
menor delas atribui-se o ponto de gelo, e a maior o ponto de vapor. O intervalo entre
θV e θG deve ser dividido em partes congruentes, iguais; desse modo estabelece-se
a escala do termômetro: “cada uma das partes em que fica dividido o intervalo é a
unidade da escala (o grau da escala)” (RAMALHO et. al., 2007, p. 11).
10
3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
As atividades práticas foram iniciadas com a leitura dos roteiros fornecidos
para os estudantes e com orientações do professor responsável. A maioria dos
materiais utilizados para a realização da prática já estavam sobre a bancada e
preparados para o uso, como, por exemplo, o tubo de ensaio, o tubo capilar e a
rolha, que já estavam montados de forma que a rolha tampava o tubo de ensaio e o
tubo capilar estava introduzido em um furo localizado no meio da rolha
ultrapassando de quatro a cinco centímetros a outra face da rolha. O tripé e garra
também já estavam montados e foram utilizados no decorrer da prática para apoiar o
tubo de ensaio. Dos materiais utilizados apenas o álcool e o gelo fundente não
estavam na bancada. Os mesmos estão posicionados sobre a pia do laboratório.
Para iniciar a construção do termômetro de álcool, os componentes da equipe
se dirigiram para a pia do laboratório para que o álcool pudesse ser colocado no
tubo de ensaio, que funcionaria como bulbo do termômetro de álcool. A rolha que
tampava o tubo de ensaio foi retirada, mantendo-se, contudo, o tubo capilar
introduzido na rolha, para que o álcool fosse colocado através de um funil no tudo de
ensaio.
No começo foram introduzidas grandes quantidades de álcool, mas à medida
que o tubo foi ficando cheio, a intensidade de entrada do álcool foi reduzida para
evitar desperdício. Em seguida, a rolha foi novamente colocada no tubo de ensaio,
que estava com álcool até sua “boca”. A pressão que a rolha fez quando foi
colocada no tubo fez com que o álcool subisse pelo tubo capilar até a sua metade,
como ilustrado na figura 5 (a).
Posteriormente, o termômetro já com sua construção concluída, foi levado
cautelosamente para a bancada por um dos componentes da equipe para ser
colocado na garra do tripé. O termômetro de álcool foi fixado na garra de modo que
o mesmo descansasse por dez minutos, sem contado com nenhuma pessoa, para
que ele atingisse a temperatura ambiente, que no momento da realização da prática
era de 24°C, de acordo com a medição feita por um termômetro de mercúrio
utilizado.
11
Figura 5 – (a) Termômetro Finalizado; (b). Termômetro na Garra; (c). Posição do álcool no tubo
capilar.
(a) (b) (c)
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA.
Para colocar o termômetro construído na garra, um componente da equipe
afrouxou a mesma permitindo que outro componente segurasse o objeto dentro da
garra. O mesmo componente que afrouxou, agora apertou a garra fazendo com que
o termômetro ficasse fixo, como representado na figura 5 (b). A posição do álcool no
tubo capilar, logo após o termômetro ser fixado na garra, é representada na figura 5
(c).
Após os dez minutos em que o termômetro ficou suspenso e em descanso
para que o álcool se aproximasse ao máximo da temperatura ambiente, foi realizada
a medição da altura do álcool no tubo capilar utilizando-se uma régua de madeira
graduada em milímetros, como representado na figura 6 (a). Para essa medição, a
régua foi colocada paralelamente ao tubo capilar por um componente da equipe e
outro leu o valor na régua. Esse valor será apresentado no tópico seguinte sobre os
Resultados.
Anteriormente, o termômetro de álcool foi retirado da garra do tripé e foi posto
em contato com uma parte do corpo de um dos componentes da equipe. A parte do
corpo escolhida foram as mãos, como representado na figura 6 (b). O componente
deveria manter o termômetro em contato com as mãos por dez minutos para que o
mesmo atingisse a temperatura corporal. Todavia, a dilatação do álcool por causa
do calor recebido, fez com que o mesmo atingisse a extremidade do tubo capilar
com 9 minutos de contato com o as mãos. Para evitar que o álcool começasse a
derramar e comprometesse as etapas posteriores da prática, o minuto que faltava
12
para completar o tempo de dez minutos estabelecidos pelo roteiro da prática foi
descartado.
Figura 6 – (a) Medição da altura da coluna do álcool no tubo capilar, após dez minutos em repouso;
(b). Termômetro sendo aquecido à temperatura corporal; (c) Medição da temperatura corporal.
(a) (b) (c)
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA.
Com o termômetro ainda na mão do componente da equipe, foi realiza a
medição da altura da coluna de álcool utilizando a régua de madeira como
representado na figura 6 (c). Esse valor da altura, também apresentado no tópico
seguinte, representa a temperatura corporal do componente da equipe e que no
momento da prática foi assumida como 36,5°C.
Posteriormente, o termômetro de álcool foi introduzido em um Becker
contendo gelo fundente como representado na figura 7 (a). O termômetro foi deixado
por quinze minutos dentro do Becker para que o equilíbrio térmico ou algo próximo a
isso fosse atingindo.
Depois dos quinze minutos a altura da coluna foi medida com a régua de
madeira da mesma forma que nas medições anteriores. Essa medição é
representada pela figura 7 (b). Como a altura da coluna de álcool não ficou com sua
extremidade escondida pela rolha depois dos quinze minutos de retração, não houve
a necessidade de empurrar a rolha para aumentar a pressão no tubo de ensaio e
fazer com que álcool subisse pelo tubo capilar para possibilitar a medição com a
régua.
13
Figura 7 – (a) Termômetro em gelo fundente; (b). Medição da coluna; (c) Medição com termômetro de
mercúrio.
(a) (b) (c)
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA.
A altura dessa coluna representa a temperatura do gelo fundente, a qual
também foi medida com o termômetro de mercúrio, como ilustrado na figura 7 (c). O
termômetro de mercúrio foi colocado no Becker com o gelo fundente depois que o
termômetro de álcool foi retirado. Ele permaneceu no Becker apenas por cinco
minutos, tempo suficiente para atingir o equilíbrio térmico ou algo próximo, pelo fato
de ser um termômetro fabricado industrialmente.
Os resultados obtidos durante o procedimento experimental foram
considerados satisfatórios pelos componentes e foram resultados esperados, não
havendo, portanto, grandes fontes de erro. Esse último é devido principalmente à
sobrecarga posta sobre a rolha do tubo de ensaio no momento em que a régua de
madeira foi apoiada sobre a mesma para a realização das medições da altura da
coluna de álcool. A sobrecarga na rolha aumentou a pressão dentro do tubo de
álcool, fazendo com que o mesmo subisse pelo tubo capilar. Contudo, o problema foi
percebido a tempo de se evitar uma mudança muito grande nos valores. Esse
imbróglio ocorreu durante a medição em que o termômetro estava no gelo fundente.
Além disso, a prática foi refeita para garantir resultados coerentes. Isso
porque durante a primeira vez em que estava sendo realizada, a rolha soltou do tubo
de ensaio derramando um pouco de álcool, o que consequentemente comprometeria
os resultados seguintes. Dessa forma, a prática foi reiniciada.
14
4 RESULTADOS
4.1 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA AMBIENTE
O termômetro de álcool permaneceu durante dez minutos na garra do tripé,
sem contato com as pessoas para que o álcool chegasse o mais próximo possível
do equilíbrio com a temperatura ambiente, que era de 24°C durante a prática. A
medição da coluna após os dez minutos foi de:
ℎ = 31,9 𝑐𝑚
4.2 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA CORPORAL
Depois de quinze minutos com o termômetro nas mãos de um componente da
equipe, para que o álcool novamente atingisse o equilíbrio, a medida da altura da
coluna foi de:
ℎ1 = 44,8 𝑐𝑚
A temperatura corpórea foi assumida como 36,5. O aumento da altura da
coluna de álcool em 12,9 centímetros em relação à medição na temperatura
ambiente é natural. Isso ocorre pelo fato de o álcool receber energia térmica (calor)
do corpo, o que aumenta o grau de agitação das moléculas e faz com que o líquido
se dilate.
4.3 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA DO GELO FUNDENTE
Com 15 minutos no gelo fundente, a medida da altura da coluna de álcool foi
de:
ℎ0 = 5 𝑐𝑚
15
Dessa vez ocorre o contrário do item anterior. O termômetro de álcool cede
energia térmica (calor) para o meio, já que é o corpo mais quente e o calor flui
espontaneamente do corpo de maior temperatura para o corpo de menor
temperatura, de acordo com a Lei Zero da Termodinâmica. Como perde energia
térmica, o grau de agitação molecular diminui e ocorre então uma contração do
álcool dentro do tubo capilar, fazendo com que a altura da coluna diminua. Nessa
medição, a temperatura do gelo fundente, de acordo com o termômetro de mercúrio
utilizado, era de 5°C.
4.4 CONSTRUÇÃO DA ESCALA
Tendo o conhecimento de pontos fixos no termômetro de álcool, que são a
temperatura do gelo fundente h0 = h2 e a temperatura corporal h1, é possível
construir uma escala termométrica por meio da correspondência entre as alturas
medidas e os valores reais de temperatura, na escala Celsius, como representado
na figura 8.
Figura 8 – Correspondência entre as alturas e as temperaturas na escala Celsius.
Fonte: AUTORIA PRÓPRIA.
A partir dessa correspondência entre esses pontos fixos: temperatura
corpórea, em que h1 equivale a Tc e a temperatura do gelo fundente, em que h0 =
h2 e equivale a Tg, é possível estabelecer relação descrita pela equação 2.
16
ℎ−ℎ0
ℎ1−ℎ0
=
𝑇𝑎−𝑇𝑔
𝑇𝑐−𝑇𝑔
(2)
Desta forma, é possível encontrar um valor correspondente Ta na escala
Celsius para um valor h medido com a régua de madeira a uma temperatura
desconhecida. Substituindo o valor de h na equação 2, obtemos a equação 3 pela
altura de 31,9 centímetros, referente temperatura ambiente durante a realização da
prática, é possível encontrar um valor correspondente na escala Celsius e verificar
se este se aproxima dos 24°C medidos com o termômetro de mercúrio durante a
prática.
31,9 − 5
44,8 − 5
=
𝑇𝑎 − 5
36,5 − 5
26,9
39,8
=
𝑇𝑎 − 5
31,5
𝑇𝑎 = 26,2°𝐶 (3)
A diferença entre o valor medido no termômetro de mercúrio e o valor
calculado através da equação Y foi de: 26,2 – 24 = 2,2°C. É uma diferença
razoavelmente pequena que se deve principalmente ao fato de o termômetro de
álcool ser de construção caseira e não seguir nenhum parâmetro ou norma. Além
disso, essa diferença pode ser atribuída a variações no nível do álcool no tubo
capilar, que ocorreram durante as medições e o manuseio e também ao minuto
desprezado durante o contato do termômetro com as mãos de um componente da
equipe.
17
5 QUESTIONÁRIO
1- O que é propriedade termométrica?
Propriedades termométricas são características que determinados sistemas
apresentam ao serem submetidos à variações de temperatura. Algumas das
propriedades termométricas são: a variação de pressão em um gás confinado, o
aumento da resistência elétrica e a dilatação dos corpos, sem a qual se tornaria
impossível medir a variação de temperatura utilizando-se de termômetros.
2- nessa experiência, qual propriedade termométrica foi utilizada?
A propriedade termométrica utilizada na experiência foi a dilatação do
comprimento da altura da coluna de álcool.
3- quais substâncias termométricas que foram utilizadas nessa
experiência?
As substâncias termométricas utilizadas foram o álcool, cuja dilatação foi
utilizada na elaboração de uma tabela termométrica; e gelo fundente, que foi
utilizado para marcar o ponto h0.
4- que pontos fixos foram utilizados na construção do seu termômetro?
Foram demarcados dois pontos fixos na construção do termômetro, pontos
esses que indicam a altura máxima e mínima atingida pelo fluido contido no capilar.
O ponto mínimo foi o gelo fundente, no qual o termômetro indicou o ponto que foi
considerado h0 na escala construída, e corresponde a 4ºC. O ponto máximo do
termômetro, denominado de ponto h1, corresponde à temperatura corporal de um
indivíduo, que foi considerada 36ºC.
18
5- calcule o erro relativo percentual de temperatura de ambiente obtida
com o termômetro a álcool.
Para calcular o erro relativo percentual primeiramente é necessário lembrar-
se da expressão que realiza a correspondência entre ºC e as alturas encontradas,
equação 4.
h−h0
h1−h0
=
Ta−Tg
36,6−Tg
(4)
Relembrada essa fórmula basta calcular a correspondente temperatura
ambiente em graus Celsius, equação 5 e 6.
31,9−5
44,8−5
=
Ta−4
36,6−4
→
26,9
39,8
=
𝑇𝑎
32,6
(5)
39,8Ta − 159,2 = 876,9 → 39,8Ta = 1036,14
𝑇𝑎 =
1036,14
39,8
→ 𝑇𝑎 = 26,03℃ (6)
Com essa fórmula torna-se possível encontrar a temperatura que era indicada
pelo termômetro de álcool, porém a temperatura indicada pelo termômetro de
mercúrio indicava 24ºC e com esses dois dados se torna possível encontrar o erro
relativo percentual, que é expresso pela equação 7.
𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 =
|𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑎𝑡𝑜|
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑎𝑡𝑜
× 100 (7)
Nesse caso o valor exato será o valor indicado pelo termômetro de mercúrio e
o valor aparente será o encontrado através dos cálculos.
𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 =
|26−24|
24
× 10 → 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 =
2
24
× 100 →
𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 ≅ 8,3% (8)
19
6- é possível melhorar a sensibilidade do seu termômetro? Dê uma
sugestão de como fazê-lo.
O termômetro caseiro construído possuía como bulbo um tubo de ensaio
totalmente preenchido por álcool etílico. Para aumentar a sensibilidade do
termômetro, deve ser substituído o bulbo de vidro e álcool por um de alumínio, ou
outro material metálico, pois como os metais possuem alta capacidade de condução
de calor, este será transmitido sem grande tempo morto.
7- Você poderia ter usado como ponto de calibração para o termômetro
a temperatura da ebulição da água ao nível do mar? Por quê?
Não. A água ao nível do mar entra em ebulição ao atingir 100ºC, enquanto o
álcool etílico entra em ebulição aos aproximados 78,4ºC, temperatura que como se
pode observar é inferior ao ponto de ebulição da água, então caso fosse utilizado um
termômetro de álcool caseiro para medir a dilatação causada pela água em ebulição,
a troca térmica entre ambos os corpos faria com que o álcool entrasse em ebulição,
consequentemente alterando a quantidade de álcool em estado líquido no capilar e
por conta disso, inviabilizando quaisquer medições futuras.
8- enumere os principais “defeitos” e qualidades do seu termômetro.
O termômetro construído em sala foi feito utilizando Álcool, que por não ser
tóxico como o mercúrio traz a vantagem da segurança ao termômetro, sem contar
que é barato para se construir e durável, porém esse mesmo termômetro não possui
a precisão de um termômetro de mercúrio, e sua faixa de medição é restrita a
temperaturas baixas, abaixo do nível de ebulição da água, pois o ponto de ebulição
do álcool é baixo. Outro defeito que pode ocorrer em termômetros de álcool é a
separação de parte do álcool por capilaridade, evento que pode apesar de ser
reversível causa transtornos ao operador.
20
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Foi visto que a temperatura pode ser definida como o grau de agitação das
moléculas de um determinado sistema, e foi visto que a termometria é um ramo da
física que estuda maneiras de se mensurar a temperatura com eficácia. Também foi
discutido os conceitos fundamentais da termometria, tais a energia térmica das
moléculas que geram o seu movimento caótico, e como o aumento ou diminuição
dessa energia pode ocasionar a redução bem como o aumento dessa energia, e a
explicação de como essa energia basicamente se comporta levou a outros
conceitos, como o de equilíbrio térmico e à Lei zero da termodinâmica.
Apresentou-se que algumas dessas propriedades não se aplicam aos gases,
e passando após a descrição no procedimento experimental foi observado a
propriedade termométrica da dilatação dos corpos, a qual foi tema do experimento e
com se utilizando foi possível construir um termômetro experimental, o qual, com o
auxílio de uma expressão que foi posta no roteiro foi calculado o erro relativo
apresentado pelo termômetro construído, e com os dados que foram colhidos no
experimento foi possível a resolução das questões propostas, que auxiliaram na
compreensão do funcionamento dos termômetros e sua importância em diversos
aspectos.
REFERÊNCIAS
RAMALHO J., F.; FERRARO, N. G.; SOARES, P. A. T. Os fundamentos da física.
9. ed. São Paulo: Moderna, 2007.

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

111272491 exercicios-resolvidos-termo-ii
111272491 exercicios-resolvidos-termo-ii111272491 exercicios-resolvidos-termo-ii
111272491 exercicios-resolvidos-termo-iitwolipa
 
Slide sobre termometria
Slide sobre termometriaSlide sobre termometria
Slide sobre termometriajoaberb
 
Aula 14 balanço de energia em processos químicos - 06.05.11
Aula 14   balanço de energia em processos químicos - 06.05.11Aula 14   balanço de energia em processos químicos - 06.05.11
Aula 14 balanço de energia em processos químicos - 06.05.11Nelson Virgilio Carvalho Filho
 
Resumão transformações gasosas
Resumão transformações gasosasResumão transformações gasosas
Resumão transformações gasosasDaniela F Almenara
 
Questoes resolvidas de termodinmica
Questoes resolvidas de termodinmicaQuestoes resolvidas de termodinmica
Questoes resolvidas de termodinmicasjfnet
 
Gabarito das questões de Termologia - 2º Ano
Gabarito das questões de Termologia - 2º AnoGabarito das questões de Termologia - 2º Ano
Gabarito das questões de Termologia - 2º AnoEdson Marcos Silva
 
Relatorio metrologia experimento pratico
Relatorio metrologia   experimento praticoRelatorio metrologia   experimento pratico
Relatorio metrologia experimento praticoolivema91
 
Relatório lei de hooke turma t5
Relatório lei de hooke   turma t5Relatório lei de hooke   turma t5
Relatório lei de hooke turma t5Roberto Leao
 
Termometria-aula-1.ppt
Termometria-aula-1.pptTermometria-aula-1.ppt
Termometria-aula-1.pptCleiton Rosa
 
Prática 1 tensão superficial 1 - relatório diandra
Prática 1   tensão superficial 1 - relatório diandraPrática 1   tensão superficial 1 - relatório diandra
Prática 1 tensão superficial 1 - relatório diandraRafaela Campos de Souza
 

Mais procurados (20)

111272491 exercicios-resolvidos-termo-ii
111272491 exercicios-resolvidos-termo-ii111272491 exercicios-resolvidos-termo-ii
111272491 exercicios-resolvidos-termo-ii
 
Slide sobre termometria
Slide sobre termometriaSlide sobre termometria
Slide sobre termometria
 
Trocas de calor
Trocas de calorTrocas de calor
Trocas de calor
 
Aula 14 balanço de energia em processos químicos - 06.05.11
Aula 14   balanço de energia em processos químicos - 06.05.11Aula 14   balanço de energia em processos químicos - 06.05.11
Aula 14 balanço de energia em processos químicos - 06.05.11
 
TORRES DE RESFRIAMENTO
TORRES DE RESFRIAMENTOTORRES DE RESFRIAMENTO
TORRES DE RESFRIAMENTO
 
Termodinâmica
TermodinâmicaTermodinâmica
Termodinâmica
 
Resumão transformações gasosas
Resumão transformações gasosasResumão transformações gasosas
Resumão transformações gasosas
 
2ºEM-FÍSICA
2ºEM-FÍSICA2ºEM-FÍSICA
2ºEM-FÍSICA
 
Questoes resolvidas de termodinmica
Questoes resolvidas de termodinmicaQuestoes resolvidas de termodinmica
Questoes resolvidas de termodinmica
 
Temperatura
TemperaturaTemperatura
Temperatura
 
Psicrometria
PsicrometriaPsicrometria
Psicrometria
 
Gabarito das questões de Termologia - 2º Ano
Gabarito das questões de Termologia - 2º AnoGabarito das questões de Termologia - 2º Ano
Gabarito das questões de Termologia - 2º Ano
 
Calorimetria
CalorimetriaCalorimetria
Calorimetria
 
TERMOLOGIA
TERMOLOGIATERMOLOGIA
TERMOLOGIA
 
Termodinamica
TermodinamicaTermodinamica
Termodinamica
 
Relatorio metrologia experimento pratico
Relatorio metrologia   experimento praticoRelatorio metrologia   experimento pratico
Relatorio metrologia experimento pratico
 
Relatório lei de hooke turma t5
Relatório lei de hooke   turma t5Relatório lei de hooke   turma t5
Relatório lei de hooke turma t5
 
Termometria-aula-1.ppt
Termometria-aula-1.pptTermometria-aula-1.ppt
Termometria-aula-1.ppt
 
Relatório de física 3 lei de ohm
Relatório de física 3  lei de ohmRelatório de física 3  lei de ohm
Relatório de física 3 lei de ohm
 
Prática 1 tensão superficial 1 - relatório diandra
Prática 1   tensão superficial 1 - relatório diandraPrática 1   tensão superficial 1 - relatório diandra
Prática 1 tensão superficial 1 - relatório diandra
 

Destaque

Relatorio de fisica construao de um termmetro
Relatorio de fisica   construao de um termmetroRelatorio de fisica   construao de um termmetro
Relatorio de fisica construao de um termmetroGabriela Mendes
 
Atividades experimentais de termologia
Atividades experimentais de termologiaAtividades experimentais de termologia
Atividades experimentais de termologiaRoberto Bagatini
 
Cad aluno vol1_fisica_em_2_s
Cad aluno vol1_fisica_em_2_sCad aluno vol1_fisica_em_2_s
Cad aluno vol1_fisica_em_2_sprofzwipp
 
Introdução à TERMOLOGIA - Escalas Termométricas
Introdução à TERMOLOGIA - Escalas TermométricasIntrodução à TERMOLOGIA - Escalas Termométricas
Introdução à TERMOLOGIA - Escalas TermométricasIvys Urquiza
 
Relatório de leq v (termopares)
Relatório de leq v (termopares)Relatório de leq v (termopares)
Relatório de leq v (termopares)Paloma Lima
 
Relatório determinação de massa específica da água e alcool
Relatório determinação de massa específica da água e alcoolRelatório determinação de massa específica da água e alcool
Relatório determinação de massa específica da água e alcoolEliel Di Souza
 
Trabalho Sobre Termologia Lorena Da Costa Gonzaga ,Cristina Mendes 2 V1
Trabalho Sobre Termologia Lorena Da Costa Gonzaga ,Cristina Mendes 2 V1Trabalho Sobre Termologia Lorena Da Costa Gonzaga ,Cristina Mendes 2 V1
Trabalho Sobre Termologia Lorena Da Costa Gonzaga ,Cristina Mendes 2 V1carolineborba
 
Fisica termometria
Fisica termometriaFisica termometria
Fisica termometriacomentada
 
Calor e escalas termométricas
Calor e escalas termométricasCalor e escalas termométricas
Calor e escalas termométricasMarcos Júnior
 
Fisica 002 termometria
Fisica   002 termometriaFisica   002 termometria
Fisica 002 termometriacon_seguir
 
Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017
Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017
Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017Diogo Santos
 

Destaque (14)

Relatorio de fisica construao de um termmetro
Relatorio de fisica   construao de um termmetroRelatorio de fisica   construao de um termmetro
Relatorio de fisica construao de um termmetro
 
Atividades experimentais de termologia
Atividades experimentais de termologiaAtividades experimentais de termologia
Atividades experimentais de termologia
 
Cad aluno vol1_fisica_em_2_s
Cad aluno vol1_fisica_em_2_sCad aluno vol1_fisica_em_2_s
Cad aluno vol1_fisica_em_2_s
 
Calorimetria
CalorimetriaCalorimetria
Calorimetria
 
Introdução à TERMOLOGIA - Escalas Termométricas
Introdução à TERMOLOGIA - Escalas TermométricasIntrodução à TERMOLOGIA - Escalas Termométricas
Introdução à TERMOLOGIA - Escalas Termométricas
 
Relatório de leq v (termopares)
Relatório de leq v (termopares)Relatório de leq v (termopares)
Relatório de leq v (termopares)
 
Relatório determinação de massa específica da água e alcool
Relatório determinação de massa específica da água e alcoolRelatório determinação de massa específica da água e alcool
Relatório determinação de massa específica da água e alcool
 
Trabalho Sobre Termologia Lorena Da Costa Gonzaga ,Cristina Mendes 2 V1
Trabalho Sobre Termologia Lorena Da Costa Gonzaga ,Cristina Mendes 2 V1Trabalho Sobre Termologia Lorena Da Costa Gonzaga ,Cristina Mendes 2 V1
Trabalho Sobre Termologia Lorena Da Costa Gonzaga ,Cristina Mendes 2 V1
 
Fisica termometria
Fisica termometriaFisica termometria
Fisica termometria
 
Relatório viscosidade
Relatório viscosidade Relatório viscosidade
Relatório viscosidade
 
Física
FísicaFísica
Física
 
Calor e escalas termométricas
Calor e escalas termométricasCalor e escalas termométricas
Calor e escalas termométricas
 
Fisica 002 termometria
Fisica   002 termometriaFisica   002 termometria
Fisica 002 termometria
 
Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017
Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017
Caderno do Aluno Física 2 Ano vol 1 2014-2017
 

Semelhante a Relatório termometria

19 temperaturaprimeiralei
19 temperaturaprimeiralei19 temperaturaprimeiralei
19 temperaturaprimeiraleiarijcp
 
Aaaaa.docx
Aaaaa.docxAaaaa.docx
Aaaaa.docxBeltoGIL
 
(20170215190910)geraçãodistribuiçãodevapor encontro1
(20170215190910)geraçãodistribuiçãodevapor encontro1(20170215190910)geraçãodistribuiçãodevapor encontro1
(20170215190910)geraçãodistribuiçãodevapor encontro1Dominick Sena
 
2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito
2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito
2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabaritoprofzwipp
 
1ª Série - Física - 1 Ano - Modulo. 4.pdf
1ª Série - Física - 1 Ano - Modulo. 4.pdf1ª Série - Física - 1 Ano - Modulo. 4.pdf
1ª Série - Física - 1 Ano - Modulo. 4.pdfssuser704b7e
 
Aula 1 conceitos fundamentais eliana
Aula 1 conceitos fundamentais   elianaAula 1 conceitos fundamentais   eliana
Aula 1 conceitos fundamentais elianaEliana Franco
 
Apostila ibutg
Apostila ibutgApostila ibutg
Apostila ibutgElba2015
 
Lista 12 termometria e dilata+º+úo
Lista 12 termometria e dilata+º+úoLista 12 termometria e dilata+º+úo
Lista 12 termometria e dilata+º+úorodrigoateneu
 

Semelhante a Relatório termometria (20)

Termodinamica
TermodinamicaTermodinamica
Termodinamica
 
19 temperaturaprimeiralei
19 temperaturaprimeiralei19 temperaturaprimeiralei
19 temperaturaprimeiralei
 
Física - Módulo 02
Física - Módulo 02Física - Módulo 02
Física - Módulo 02
 
rela calorimetria.pdf
rela calorimetria.pdfrela calorimetria.pdf
rela calorimetria.pdf
 
Trabalho de termodinamica
Trabalho de termodinamicaTrabalho de termodinamica
Trabalho de termodinamica
 
Aaaaa.docx
Aaaaa.docxAaaaa.docx
Aaaaa.docx
 
"Somos Físicos" Calorimetria
"Somos Físicos" Calorimetria"Somos Físicos" Calorimetria
"Somos Físicos" Calorimetria
 
Termologia-1.pptx
Termologia-1.pptxTermologia-1.pptx
Termologia-1.pptx
 
(20170215190910)geraçãodistribuiçãodevapor encontro1
(20170215190910)geraçãodistribuiçãodevapor encontro1(20170215190910)geraçãodistribuiçãodevapor encontro1
(20170215190910)geraçãodistribuiçãodevapor encontro1
 
Resumo de termologia
Resumo de termologiaResumo de termologia
Resumo de termologia
 
2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito
2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito
2010 volume1 cadernodoaluno_fisica_ensinomedio_2aserie_gabarito
 
Fisica
FisicaFisica
Fisica
 
2 ano fisica
2 ano fisica2 ano fisica
2 ano fisica
 
TermoquíMica
TermoquíMicaTermoquíMica
TermoquíMica
 
1ª Série - Física - 1 Ano - Modulo. 4.pdf
1ª Série - Física - 1 Ano - Modulo. 4.pdf1ª Série - Física - 1 Ano - Modulo. 4.pdf
1ª Série - Física - 1 Ano - Modulo. 4.pdf
 
1+ciência..
1+ciência..1+ciência..
1+ciência..
 
Aula 1 conceitos fundamentais eliana
Aula 1 conceitos fundamentais   elianaAula 1 conceitos fundamentais   eliana
Aula 1 conceitos fundamentais eliana
 
Apostila ibutg
Apostila ibutgApostila ibutg
Apostila ibutg
 
Lista 12 termometria e dilata+º+úo
Lista 12 termometria e dilata+º+úoLista 12 termometria e dilata+º+úo
Lista 12 termometria e dilata+º+úo
 
Termodinâmica
TermodinâmicaTermodinâmica
Termodinâmica
 

Mais de Victor Said

Relatório sistema nervoso
Relatório sistema nervoso Relatório sistema nervoso
Relatório sistema nervoso Victor Said
 
História das pilhas
História das pilhasHistória das pilhas
História das pilhasVictor Said
 
Análise da obra Capitães de Areia
Análise da obra Capitães de AreiaAnálise da obra Capitães de Areia
Análise da obra Capitães de AreiaVictor Said
 
Primeira fase do modernismo
Primeira fase do modernismoPrimeira fase do modernismo
Primeira fase do modernismoVictor Said
 
A revolução de 30 no Brasil
A revolução de 30 no BrasilA revolução de 30 no Brasil
A revolução de 30 no BrasilVictor Said
 
A revolução do cangaço
A revolução do cangaçoA revolução do cangaço
A revolução do cangaçoVictor Said
 
Camponeses: A QUESTÃO DA AGRICULTURA NO BRASIL E NO MUNDO
Camponeses: A QUESTÃO DA AGRICULTURA NO BRASIL E NO MUNDOCamponeses: A QUESTÃO DA AGRICULTURA NO BRASIL E NO MUNDO
Camponeses: A QUESTÃO DA AGRICULTURA NO BRASIL E NO MUNDOVictor Said
 
Teorema de Nernst - terceira lei da termodinâmica
Teorema de Nernst - terceira lei da termodinâmicaTeorema de Nernst - terceira lei da termodinâmica
Teorema de Nernst - terceira lei da termodinâmicaVictor Said
 
Relatório motores monofásicos
Relatório motores monofásicosRelatório motores monofásicos
Relatório motores monofásicosVictor Said
 
Relatório motores monofásicos
Relatório motores monofásicosRelatório motores monofásicos
Relatório motores monofásicosVictor Said
 
Relatório ensaios em transformadores
Relatório ensaios em transformadoresRelatório ensaios em transformadores
Relatório ensaios em transformadoresVictor Said
 
Relatório tipos de geração de energia
Relatório tipos de geração de energiaRelatório tipos de geração de energia
Relatório tipos de geração de energiaVictor Said
 
Relatório diodos
Relatório diodos Relatório diodos
Relatório diodos Victor Said
 
Relatório transformadores elétricos
Relatório transformadores elétricosRelatório transformadores elétricos
Relatório transformadores elétricosVictor Said
 
Relatório Visita técnica a Xingó
Relatório Visita técnica a XingóRelatório Visita técnica a Xingó
Relatório Visita técnica a XingóVictor Said
 
Relatório calibragem de válvulas
Relatório calibragem de válvulasRelatório calibragem de válvulas
Relatório calibragem de válvulasVictor Said
 
Relatório calibragem de posicionador
Relatório calibragem de posicionadorRelatório calibragem de posicionador
Relatório calibragem de posicionadorVictor Said
 
Desastre de Bhopal
Desastre de BhopalDesastre de Bhopal
Desastre de BhopalVictor Said
 
Relatório Transformadores Elétricos
Relatório Transformadores ElétricosRelatório Transformadores Elétricos
Relatório Transformadores ElétricosVictor Said
 

Mais de Victor Said (20)

Relatório sistema nervoso
Relatório sistema nervoso Relatório sistema nervoso
Relatório sistema nervoso
 
História das pilhas
História das pilhasHistória das pilhas
História das pilhas
 
Análise da obra Capitães de Areia
Análise da obra Capitães de AreiaAnálise da obra Capitães de Areia
Análise da obra Capitães de Areia
 
Primeira fase do modernismo
Primeira fase do modernismoPrimeira fase do modernismo
Primeira fase do modernismo
 
Guerra fria
Guerra friaGuerra fria
Guerra fria
 
A revolução de 30 no Brasil
A revolução de 30 no BrasilA revolução de 30 no Brasil
A revolução de 30 no Brasil
 
A revolução do cangaço
A revolução do cangaçoA revolução do cangaço
A revolução do cangaço
 
Camponeses: A QUESTÃO DA AGRICULTURA NO BRASIL E NO MUNDO
Camponeses: A QUESTÃO DA AGRICULTURA NO BRASIL E NO MUNDOCamponeses: A QUESTÃO DA AGRICULTURA NO BRASIL E NO MUNDO
Camponeses: A QUESTÃO DA AGRICULTURA NO BRASIL E NO MUNDO
 
Teorema de Nernst - terceira lei da termodinâmica
Teorema de Nernst - terceira lei da termodinâmicaTeorema de Nernst - terceira lei da termodinâmica
Teorema de Nernst - terceira lei da termodinâmica
 
Relatório motores monofásicos
Relatório motores monofásicosRelatório motores monofásicos
Relatório motores monofásicos
 
Relatório motores monofásicos
Relatório motores monofásicosRelatório motores monofásicos
Relatório motores monofásicos
 
Relatório ensaios em transformadores
Relatório ensaios em transformadoresRelatório ensaios em transformadores
Relatório ensaios em transformadores
 
Relatório tipos de geração de energia
Relatório tipos de geração de energiaRelatório tipos de geração de energia
Relatório tipos de geração de energia
 
Relatório diodos
Relatório diodos Relatório diodos
Relatório diodos
 
Relatório transformadores elétricos
Relatório transformadores elétricosRelatório transformadores elétricos
Relatório transformadores elétricos
 
Relatório Visita técnica a Xingó
Relatório Visita técnica a XingóRelatório Visita técnica a Xingó
Relatório Visita técnica a Xingó
 
Relatório calibragem de válvulas
Relatório calibragem de válvulasRelatório calibragem de válvulas
Relatório calibragem de válvulas
 
Relatório calibragem de posicionador
Relatório calibragem de posicionadorRelatório calibragem de posicionador
Relatório calibragem de posicionador
 
Desastre de Bhopal
Desastre de BhopalDesastre de Bhopal
Desastre de Bhopal
 
Relatório Transformadores Elétricos
Relatório Transformadores ElétricosRelatório Transformadores Elétricos
Relatório Transformadores Elétricos
 

Último

Bingo da potenciação e radiciação de números inteiros
Bingo da potenciação e radiciação de números inteirosBingo da potenciação e radiciação de números inteiros
Bingo da potenciação e radiciação de números inteirosAntnyoAllysson
 
QUARTA - 1EM SOCIOLOGIA - Aprender a pesquisar.pptx
QUARTA - 1EM SOCIOLOGIA - Aprender a pesquisar.pptxQUARTA - 1EM SOCIOLOGIA - Aprender a pesquisar.pptx
QUARTA - 1EM SOCIOLOGIA - Aprender a pesquisar.pptxIsabellaGomes58
 
Slide de exemplo sobre o Sítio do Pica Pau Amarelo.pptx
Slide de exemplo sobre o Sítio do Pica Pau Amarelo.pptxSlide de exemplo sobre o Sítio do Pica Pau Amarelo.pptx
Slide de exemplo sobre o Sítio do Pica Pau Amarelo.pptxconcelhovdragons
 
PPT _ Módulo 3_Direito Comercial_2023_2024.pdf
PPT _ Módulo 3_Direito Comercial_2023_2024.pdfPPT _ Módulo 3_Direito Comercial_2023_2024.pdf
PPT _ Módulo 3_Direito Comercial_2023_2024.pdfAnaGonalves804156
 
Dança Contemporânea na arte da dança primeira parte
Dança Contemporânea na arte da dança primeira parteDança Contemporânea na arte da dança primeira parte
Dança Contemporânea na arte da dança primeira partecoletivoddois
 
Apresentação sobre o Combate a Dengue 2024
Apresentação sobre o Combate a Dengue 2024Apresentação sobre o Combate a Dengue 2024
Apresentação sobre o Combate a Dengue 2024GleyceMoreiraXWeslle
 
ADJETIVO para 8 ano. Ensino funda.mental
ADJETIVO para 8 ano. Ensino funda.mentalADJETIVO para 8 ano. Ensino funda.mental
ADJETIVO para 8 ano. Ensino funda.mentalSilvana Silva
 
LIVRO A BELA BORBOLETA. Ziraldo e Zélio.
LIVRO A BELA BORBOLETA. Ziraldo e Zélio.LIVRO A BELA BORBOLETA. Ziraldo e Zélio.
LIVRO A BELA BORBOLETA. Ziraldo e Zélio.HildegardeAngel
 
Geometria 5to Educacion Primaria EDU Ccesa007.pdf
Geometria  5to Educacion Primaria EDU  Ccesa007.pdfGeometria  5to Educacion Primaria EDU  Ccesa007.pdf
Geometria 5to Educacion Primaria EDU Ccesa007.pdfDemetrio Ccesa Rayme
 
QUIZ DE MATEMATICA SHOW DO MILHÃO PREPARAÇÃO ÇPARA AVALIAÇÕES EXTERNAS
QUIZ DE MATEMATICA SHOW DO MILHÃO PREPARAÇÃO ÇPARA AVALIAÇÕES EXTERNASQUIZ DE MATEMATICA SHOW DO MILHÃO PREPARAÇÃO ÇPARA AVALIAÇÕES EXTERNAS
QUIZ DE MATEMATICA SHOW DO MILHÃO PREPARAÇÃO ÇPARA AVALIAÇÕES EXTERNASEdinardo Aguiar
 
Educação São Paulo centro de mídias da SP
Educação São Paulo centro de mídias da SPEducação São Paulo centro de mídias da SP
Educação São Paulo centro de mídias da SPanandatss1
 
DIA DO INDIO - FLIPBOOK PARA IMPRIMIR.pdf
DIA DO INDIO - FLIPBOOK PARA IMPRIMIR.pdfDIA DO INDIO - FLIPBOOK PARA IMPRIMIR.pdf
DIA DO INDIO - FLIPBOOK PARA IMPRIMIR.pdfIedaGoethe
 
v19n2s3a25.pdfgcbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb
v19n2s3a25.pdfgcbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbv19n2s3a25.pdfgcbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb
v19n2s3a25.pdfgcbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbyasminlarissa371
 
Mapas Mentais - Português - Principais Tópicos.pdf
Mapas Mentais - Português - Principais Tópicos.pdfMapas Mentais - Português - Principais Tópicos.pdf
Mapas Mentais - Português - Principais Tópicos.pdfangelicass1
 
Linguagem verbal , não verbal e mista.pdf
Linguagem verbal , não verbal e mista.pdfLinguagem verbal , não verbal e mista.pdf
Linguagem verbal , não verbal e mista.pdfLaseVasconcelos1
 
HORA DO CONTO4_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
HORA DO CONTO4_BECRE D. CARLOS I_2023_2024HORA DO CONTO4_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
HORA DO CONTO4_BECRE D. CARLOS I_2023_2024Sandra Pratas
 
Cultura e Sociedade - Texto de Apoio.pdf
Cultura e Sociedade - Texto de Apoio.pdfCultura e Sociedade - Texto de Apoio.pdf
Cultura e Sociedade - Texto de Apoio.pdfaulasgege
 
Gametogênese, formação dos gametas masculino e feminino
Gametogênese, formação dos gametas masculino e femininoGametogênese, formação dos gametas masculino e feminino
Gametogênese, formação dos gametas masculino e femininoCelianeOliveira8
 
HORA DO CONTO5_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
HORA DO CONTO5_BECRE D. CARLOS I_2023_2024HORA DO CONTO5_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
HORA DO CONTO5_BECRE D. CARLOS I_2023_2024Sandra Pratas
 
BRASIL - DOMÍNIOS MORFOCLIMÁTICOS - Fund 2.pdf
BRASIL - DOMÍNIOS MORFOCLIMÁTICOS - Fund 2.pdfBRASIL - DOMÍNIOS MORFOCLIMÁTICOS - Fund 2.pdf
BRASIL - DOMÍNIOS MORFOCLIMÁTICOS - Fund 2.pdfHenrique Pontes
 

Último (20)

Bingo da potenciação e radiciação de números inteiros
Bingo da potenciação e radiciação de números inteirosBingo da potenciação e radiciação de números inteiros
Bingo da potenciação e radiciação de números inteiros
 
QUARTA - 1EM SOCIOLOGIA - Aprender a pesquisar.pptx
QUARTA - 1EM SOCIOLOGIA - Aprender a pesquisar.pptxQUARTA - 1EM SOCIOLOGIA - Aprender a pesquisar.pptx
QUARTA - 1EM SOCIOLOGIA - Aprender a pesquisar.pptx
 
Slide de exemplo sobre o Sítio do Pica Pau Amarelo.pptx
Slide de exemplo sobre o Sítio do Pica Pau Amarelo.pptxSlide de exemplo sobre o Sítio do Pica Pau Amarelo.pptx
Slide de exemplo sobre o Sítio do Pica Pau Amarelo.pptx
 
PPT _ Módulo 3_Direito Comercial_2023_2024.pdf
PPT _ Módulo 3_Direito Comercial_2023_2024.pdfPPT _ Módulo 3_Direito Comercial_2023_2024.pdf
PPT _ Módulo 3_Direito Comercial_2023_2024.pdf
 
Dança Contemporânea na arte da dança primeira parte
Dança Contemporânea na arte da dança primeira parteDança Contemporânea na arte da dança primeira parte
Dança Contemporânea na arte da dança primeira parte
 
Apresentação sobre o Combate a Dengue 2024
Apresentação sobre o Combate a Dengue 2024Apresentação sobre o Combate a Dengue 2024
Apresentação sobre o Combate a Dengue 2024
 
ADJETIVO para 8 ano. Ensino funda.mental
ADJETIVO para 8 ano. Ensino funda.mentalADJETIVO para 8 ano. Ensino funda.mental
ADJETIVO para 8 ano. Ensino funda.mental
 
LIVRO A BELA BORBOLETA. Ziraldo e Zélio.
LIVRO A BELA BORBOLETA. Ziraldo e Zélio.LIVRO A BELA BORBOLETA. Ziraldo e Zélio.
LIVRO A BELA BORBOLETA. Ziraldo e Zélio.
 
Geometria 5to Educacion Primaria EDU Ccesa007.pdf
Geometria  5to Educacion Primaria EDU  Ccesa007.pdfGeometria  5to Educacion Primaria EDU  Ccesa007.pdf
Geometria 5to Educacion Primaria EDU Ccesa007.pdf
 
QUIZ DE MATEMATICA SHOW DO MILHÃO PREPARAÇÃO ÇPARA AVALIAÇÕES EXTERNAS
QUIZ DE MATEMATICA SHOW DO MILHÃO PREPARAÇÃO ÇPARA AVALIAÇÕES EXTERNASQUIZ DE MATEMATICA SHOW DO MILHÃO PREPARAÇÃO ÇPARA AVALIAÇÕES EXTERNAS
QUIZ DE MATEMATICA SHOW DO MILHÃO PREPARAÇÃO ÇPARA AVALIAÇÕES EXTERNAS
 
Educação São Paulo centro de mídias da SP
Educação São Paulo centro de mídias da SPEducação São Paulo centro de mídias da SP
Educação São Paulo centro de mídias da SP
 
DIA DO INDIO - FLIPBOOK PARA IMPRIMIR.pdf
DIA DO INDIO - FLIPBOOK PARA IMPRIMIR.pdfDIA DO INDIO - FLIPBOOK PARA IMPRIMIR.pdf
DIA DO INDIO - FLIPBOOK PARA IMPRIMIR.pdf
 
v19n2s3a25.pdfgcbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb
v19n2s3a25.pdfgcbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbv19n2s3a25.pdfgcbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb
v19n2s3a25.pdfgcbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbb
 
Mapas Mentais - Português - Principais Tópicos.pdf
Mapas Mentais - Português - Principais Tópicos.pdfMapas Mentais - Português - Principais Tópicos.pdf
Mapas Mentais - Português - Principais Tópicos.pdf
 
Linguagem verbal , não verbal e mista.pdf
Linguagem verbal , não verbal e mista.pdfLinguagem verbal , não verbal e mista.pdf
Linguagem verbal , não verbal e mista.pdf
 
HORA DO CONTO4_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
HORA DO CONTO4_BECRE D. CARLOS I_2023_2024HORA DO CONTO4_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
HORA DO CONTO4_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
 
Cultura e Sociedade - Texto de Apoio.pdf
Cultura e Sociedade - Texto de Apoio.pdfCultura e Sociedade - Texto de Apoio.pdf
Cultura e Sociedade - Texto de Apoio.pdf
 
Gametogênese, formação dos gametas masculino e feminino
Gametogênese, formação dos gametas masculino e femininoGametogênese, formação dos gametas masculino e feminino
Gametogênese, formação dos gametas masculino e feminino
 
HORA DO CONTO5_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
HORA DO CONTO5_BECRE D. CARLOS I_2023_2024HORA DO CONTO5_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
HORA DO CONTO5_BECRE D. CARLOS I_2023_2024
 
BRASIL - DOMÍNIOS MORFOCLIMÁTICOS - Fund 2.pdf
BRASIL - DOMÍNIOS MORFOCLIMÁTICOS - Fund 2.pdfBRASIL - DOMÍNIOS MORFOCLIMÁTICOS - Fund 2.pdf
BRASIL - DOMÍNIOS MORFOCLIMÁTICOS - Fund 2.pdf
 

Relatório termometria

  • 1. DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE AUTOMAÇÃO E SISTEMAS COORDENAÇÃO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL MATEUS BARBOSA VICTOR SAID VICTÓRIA CABRAL RELATÓRIO DE PRÁTICA EXPERIMENTAL: TERMOMETRIA: CONSTRUÇÃO DE UM TERMÔMETRO DE ÁLCOOL Salvador 2014
  • 2. MATEUS BARBOSA VICTOR SAID VICTÓRIA CABRAL RELATÓRIO DE PRÁTICA EXPERIMENTAL: TERMOMETRIA: CONSTRUÇÃO DE UM TERMÔMETRO DE ÁLCOOL Relatório de prática experimental, solicitado pelo professor Thalisson Andrade, como requisito de avaliação parcial da I Unidade da disciplina de Física III, no Instituto Federal Bahia – IFBA, Câmpus Salvador. Prática realizada sob orientação do Prof. Thalisson Andrade. Salvador 2014
  • 3. LISTA DE FIGURAS Figura 1 – (a) aumento da agitação da matéria, ampliação da energia térmica; (b) redução da agitação da matéria, diminuição da energia térmica ................................5 Figura 2 – estrutura molecular e grau de liberdade: (a) sólido; (b) líquido; gás (vapor) ....................................................................................................................................7 Figura 3 – Variação do comprimento em função da variação de temperatura ............8 Figura 4 – Definição dos pontos fixos de gelo e de vapor...........................................9 Figura 5 – (a) Termômetro Finalizado; (b). Termômetro na Garra; (c). Posição do álcool no tubo capilar. ...............................................................................................11 Figura 6 – (a) Medição da altura da coluna do álcool no tubo capilar, após dez minutos em repouso; (b). Termômetro sendo aquecido à temperatura corporal; (c) Medição da temperatura corporal..............................................................................12 Figura 7 – (a) Termômetro em gelo fundente; (b). Medição da coluna; (c) Medição com termômetro de mercúrio. ...................................................................................13 Figura 8 – Correspondência entre as alturas e as temperaturas na escala Celsius..15
  • 4. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO .........................................................................................................4 2 TERMOMETRIA: A MEDIÇÃO DA TEMPERATURA .............................................5 2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS............................................................................5 2.2 MEDIÇÃO COM TERMÔMETRO .........................................................................8 3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL .....................................................................10 4 RESULTADOS.......................................................................................................14 4.1 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA AMBIENTE ......................................................14 4.2 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA CORPORAL.....................................................14 4.3 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA DO GELO FUNDENTE....................................14 4.4 CONSTRUÇÃO DA ESCALA..............................................................................15 5 QUESTIONÁRIO....................................................................................................17 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................20 REFERÊNCIAS.........................................................................................................20
  • 5. 4 1 INTRODUÇÃO De acordo com Ramalho (et. al., 2007, p. 2), termologia é a área da física responsável por estudar os fenômenos que envolvem a energia térmica, os fenômenos térmicos. Esses fenômenos englobam desde a mudança de estado físico da matéria, aos processos de aquecimento e resfriamento, nos quais ocorrem variações na temperatura dos corpos. Para esse autor, a análise termológica pode ocorrer a partir da perspectiva macroscópica, ou microscópica, todavia, os resultados obtidos devem estar em consonância com ambas. Na termologia, há alguns conceitos fundamentais que devem ser analisados, como: energia térmica, calor, equilíbrio térmico e os estados de agregação da matéria. Dentro da termologia há uma área responsável pelo estudo e análise das medições térmicas, a termometria. Na termometria faz-se a medição da temperatura por diversos métodos distintos, contudo o principal instrumento termométrico é o termômetro. Esse mecanismo funciona com base em pontos fixos, que são componentes básicos da escala. A partir da dilatação dos corpos a partir da variação da temperatura, mede-se a última. Este relatório busca realizar a apresentação dos resultados de uma prática experimental a respeito da termometria. O objetivo é efetuar a construção de um termômetro de álcool, tendo como base os conhecimentos teóricos ministrados ao decorrer da primeira unidade pelo professor Thalisson Andrade, orientador do experimento, no Instituto Federal da Bahia, câmpus Salvador, na disciplina Física III. A fim de fundamentar a elaboração deste relatório, as metodologias empregadas foram: a revisão bibliográfica, a qual foi realizada utilizando livros, websites, apostilas virtuais; a prática de laboratório, realizada com base no roteiro da prática disponibilizado pelo docente; além dos conhecimentos teóricos ministrados em classe.
  • 6. 5 2 TERMOMETRIA: A MEDIÇÃO DA TEMPERATURA A termometria é a subárea da física que realiza o estudo dos métodos de medição da temperatura. A temperatura, de acordo Ramalho (et. al., 2007, p. 3), consiste na “medida do grau de agitação das moléculas”, isto é, a temperatura pode ser mensurada com base na agitação molecular dos corpos. 2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS Os corpos são constituídos de matéria, a matéria é constituída de moléculas, que por sua vez é constituída de átomos, que subdividem-se, também. As moléculas que constituem a matéria não são estáticas, elas estão em contínuo movimento, que é desordenado e caótico. Não havendo padrão definido, assumindo diversos sentidos e direções, à essa movimento molecular denomina-se agitação térmica. Para Ramalho (et. al., 2007, p. 2), “a energia cinética associada a esse movimento é denominada energia térmica”, a qual é variável e relaciona-se intimamente com os estados de agregação da matéria. Na Figura 1, ilustra-se o efeito da variação da energia térmica na agitação térmica da matéria. Figura 1 – (a) aumento da agitação da matéria, ampliação da energia térmica; (b) redução da agitação da matéria, diminuição da energia térmica Fonte: RAMALHO et. al., 2007, p. 2. Na Figura 1 (a) ocorreu o aquecimento da água, consequentemente, houve o aumento da energia térmica do fluido, causando o aumento da agitação da matéria. Na Figura 1 (b) o mesmo fenômeno ocorre, contudo em sentido inverso: ao adicionar gelo à água, a temperatura reduz-se, ocorre a redução da energia térmica e a diminuição da agitação da água.
  • 7. 6 Em ambos os procedimentos é ilustrado o processo de variação da energia térmica. Segundo Ramalho (et. al., 2007, p. 3), quando há uma diferença térmica entre dois corpos, esses buscam entrar em equilíbrio, para isso ocorre o fluxo de energia térmica de um corpo a outro, o calor. O calor é uma grandeza mensurável, sendo medida em Joule [J] no Sistema Internacional de Medidas (SI), e usualmente em Calorias [cal]. A equação 1 apresenta a relação entre as grandezas. 1 cal = 4,1868 J (1) Como definido inicialmente, a temperatura consiste no nível de agitação das moléculas que constituem a matéria. A concepção de temperatura relaciona-se, portanto, intimamente com o aumento ou redução da energia térmica. O aumento da energia térmica desencadeia em maior agitação das moléculas, logo aumenta-se a temperatura. A redução da energia térmica, faz com que a agitação das moléculas seja menor, em consequência há uma queda na temperatura. Portanto, para Ramalho (et. al., 2007, p. 4), os corpos buscam equilíbrio térmico, que consiste no fluxo de calor entre dois corpos: pode ser explicada pela diferença entre suas temperaturas. Quando dois corpos são colocados em preença um do outro as moléculas do corpo quente (mais rápidas) transferem energia cinética para as moléculas do corpo frio (mais lentas). Com isso, as moléculas do corpo frio aumentam sua velocidade e as moléculas do corpo quente têm sua velocidade diminuída, até ser alcançada uma situação de equilíbrio. Em outras palavras, há transferência de energia térmica (calor) do corpo mais quente para o corpo mais frio Com base nessa premissa, estabelece-se dois conceitos fundamentais dos estudos termológicos: Equilíbrio térmico: condição de equidade entre as temperatura de dois corpos distintos. O equilíbrio térmico é o produto da troca de calor de dois corpos, cujas temperaturas são diferentes. Esse equilíbrio é alcançado ao decorrer do tempo. Ao fim do processo, não a troca de calor entre os corpos é inibida; Lei Zero da Termodinâmica: “se dois corpos estão em equilíbrio térmico com um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico entre si” (RAMALHO et. al., 2007, p. 4).
  • 8. 7 De acordo com Ramalho (et. al., 2007, p. 4), no contexto dos conceitos fundamentais da termologia, e consequentemente da termometria, há ainda os estados de agregação da matéria: sólido, líquido e gasoso, ilustrados na Figura 2. Figura 2 – estrutura molecular e grau de liberdade: (a) sólido; (b) líquido; gás (vapor) Fonte: RAMALHO et. al., 2007, p. 2. As características desses estados são definidas a partir do volume e da forma, bem como da interação entre as moléculas, seja por força de coesão ou adesão. De acordo com o mesmo autor: “chamam-se de forças de coesão as forças que se desenvolvem entre moléculas de mesma natureza, e forças de adesão as que se desenvolvem entre moléculas de naturezas diferentes”. Segundo Ramalho (et. al., 2007, p. 4-5), os sólidos, Figura 1 (a), são caracterizados por possuírem, tanto o volume, quanto à forma definidos. Sendo caracterizado por grande intensidade das forças de coesão molecular, baixo grau de liberdade entre moléculas, com movimentos limitados à vibrações. Devido as interações intermoleculares fortes, os sólidos tendem a formar “rede cristalina” estáveis, sendo conhecidos, também, como retículos cristalinos. Os líquidos, Figura 1 (b), não possuem forma definida, mas o volume é uma grandeza mensurável. Assim como os sólidos, possuem forte coesão entre moléculas, contudo nos sólidos o afastamento são menores. Líquidos distinguem-se desses últimos, por possuírem maior grau de liberdade de movimento, tendo em vista que “deslizam umas em relação as outras” (RAMALHO et. al., 2007, p. 5). Os gases, Figura 1 (b) distinguem-se dos anteriores, pois não possuem nem volume, nem forma definidas; assumem as dimensões do recipiente no qual estão contidos, em sua totalidade. Possuem baixíssima força de coesão entre moléculas, contudo têm grande liberdade de movimento, consideravelmente maior que nos estados anteriores.
  • 9. 8 2.2 MEDIÇÃO COM TERMÔMETRO A medição de temperatura faz-se necessário, pois torna a medida dessa grandeza precisa e exata, independendo das sensações térmicas do indivíduo. Um dos principais instrumentos utilizados na medição de temperatura é o termômetro. De acordo com Ramalho (et. al., 2007, p. 9), os termômetros realizam a medição à partir de “variações que certas propriedades dos corpos sofrem quando muda a sensação térmica”. O mesmo autor exemplifica esse princípio utilizando a dilatação do comprimento de alguns corpos com a ação da variação da temperatura. A análise da temperatura, nesse caso, pode ser feita tendo em vista que para cada temperatura θ haverá uma dilatação x. Desse modo, torna-se possível realizar a medição indireta, por inferência de outras variáveis, da temperatura. Nesse contexto, assume-se que x é a grandeza termométrica, que corresponderá a um valor de temperatura θ. Os termômetros utilizam como grandeza termométrica, aquela que corresponde à um valor de temperatura θ, o comprimento L. Então, para cada valor que o comprimento do termômetro assumir, haverá uma temperatura correspondente, fazendo-se assim a medição da temperatura, como ilustrado na Figura 3. Figura 3 – Variação do comprimento em função da variação de temperatura Fonte: RAMALHO et. al., 2007, p. 9. A medição nesses instrumentos faz-se por meio do equilíbrio térmico. A temperatura é uma variável de propagação lenta, portanto, até que o termômetro esteja na mesma temperatura do meio à ser medido, levará algum tempo. Quando esse equilíbrio térmico é alcançado, o termômetro terá um comprimento equivalente
  • 10. 9 à temperatura do ambiente, tendo em vista que para cada temperatura, há um comprimento específico do material. Salienta-se que o material mais utilizado na confecção de termômetros é o mercúrio. De acordo com Ramalho (et. al., 2007, p. 11), ao “conjunto dos valores numéricos que a temperatura θ pode assumir constitui uma escala termométrica, que é estabelecida ao se graduar um termômetro”. Portanto, a escala termométrica é a relação entre temperatura e comprimento, que possibilita a medição da temperatura com precisão e exatidão. Essa graduação é determinada com base em pontos fixos, que são valores de temperatura, de fácil reprodução e invariáveis no tempo. Por convenção Ramalho (et. al., 2007, p. 11), informa que são utilizados como ponto fixos na graduação de um termômetro de mercúrio: o ponto de gelo (θG) da água, que é a “temperatura de fusão do gelo sob pressão normal (1 atm)”; e o ponto de vapor (θV) da água, que consiste na “temperatura de ebulição da água sob pressão normal (1 atm)”. Para o procedimento, adiciona-se o termômetro nos ambientes com as temperaturas referentes à ambos os pontos, como na Figura 4. Figura 4 – Definição dos pontos fixos de gelo e de vapor Fonte: RAMALHO et. al., 2007, p. 11. Em seguida, arbitra-se valores de temperaturas para ambas as alturas, a menor delas atribui-se o ponto de gelo, e a maior o ponto de vapor. O intervalo entre θV e θG deve ser dividido em partes congruentes, iguais; desse modo estabelece-se a escala do termômetro: “cada uma das partes em que fica dividido o intervalo é a unidade da escala (o grau da escala)” (RAMALHO et. al., 2007, p. 11).
  • 11. 10 3 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL As atividades práticas foram iniciadas com a leitura dos roteiros fornecidos para os estudantes e com orientações do professor responsável. A maioria dos materiais utilizados para a realização da prática já estavam sobre a bancada e preparados para o uso, como, por exemplo, o tubo de ensaio, o tubo capilar e a rolha, que já estavam montados de forma que a rolha tampava o tubo de ensaio e o tubo capilar estava introduzido em um furo localizado no meio da rolha ultrapassando de quatro a cinco centímetros a outra face da rolha. O tripé e garra também já estavam montados e foram utilizados no decorrer da prática para apoiar o tubo de ensaio. Dos materiais utilizados apenas o álcool e o gelo fundente não estavam na bancada. Os mesmos estão posicionados sobre a pia do laboratório. Para iniciar a construção do termômetro de álcool, os componentes da equipe se dirigiram para a pia do laboratório para que o álcool pudesse ser colocado no tubo de ensaio, que funcionaria como bulbo do termômetro de álcool. A rolha que tampava o tubo de ensaio foi retirada, mantendo-se, contudo, o tubo capilar introduzido na rolha, para que o álcool fosse colocado através de um funil no tudo de ensaio. No começo foram introduzidas grandes quantidades de álcool, mas à medida que o tubo foi ficando cheio, a intensidade de entrada do álcool foi reduzida para evitar desperdício. Em seguida, a rolha foi novamente colocada no tubo de ensaio, que estava com álcool até sua “boca”. A pressão que a rolha fez quando foi colocada no tubo fez com que o álcool subisse pelo tubo capilar até a sua metade, como ilustrado na figura 5 (a). Posteriormente, o termômetro já com sua construção concluída, foi levado cautelosamente para a bancada por um dos componentes da equipe para ser colocado na garra do tripé. O termômetro de álcool foi fixado na garra de modo que o mesmo descansasse por dez minutos, sem contado com nenhuma pessoa, para que ele atingisse a temperatura ambiente, que no momento da realização da prática era de 24°C, de acordo com a medição feita por um termômetro de mercúrio utilizado.
  • 12. 11 Figura 5 – (a) Termômetro Finalizado; (b). Termômetro na Garra; (c). Posição do álcool no tubo capilar. (a) (b) (c) Fonte: AUTORIA PRÓPRIA. Para colocar o termômetro construído na garra, um componente da equipe afrouxou a mesma permitindo que outro componente segurasse o objeto dentro da garra. O mesmo componente que afrouxou, agora apertou a garra fazendo com que o termômetro ficasse fixo, como representado na figura 5 (b). A posição do álcool no tubo capilar, logo após o termômetro ser fixado na garra, é representada na figura 5 (c). Após os dez minutos em que o termômetro ficou suspenso e em descanso para que o álcool se aproximasse ao máximo da temperatura ambiente, foi realizada a medição da altura do álcool no tubo capilar utilizando-se uma régua de madeira graduada em milímetros, como representado na figura 6 (a). Para essa medição, a régua foi colocada paralelamente ao tubo capilar por um componente da equipe e outro leu o valor na régua. Esse valor será apresentado no tópico seguinte sobre os Resultados. Anteriormente, o termômetro de álcool foi retirado da garra do tripé e foi posto em contato com uma parte do corpo de um dos componentes da equipe. A parte do corpo escolhida foram as mãos, como representado na figura 6 (b). O componente deveria manter o termômetro em contato com as mãos por dez minutos para que o mesmo atingisse a temperatura corporal. Todavia, a dilatação do álcool por causa do calor recebido, fez com que o mesmo atingisse a extremidade do tubo capilar com 9 minutos de contato com o as mãos. Para evitar que o álcool começasse a derramar e comprometesse as etapas posteriores da prática, o minuto que faltava
  • 13. 12 para completar o tempo de dez minutos estabelecidos pelo roteiro da prática foi descartado. Figura 6 – (a) Medição da altura da coluna do álcool no tubo capilar, após dez minutos em repouso; (b). Termômetro sendo aquecido à temperatura corporal; (c) Medição da temperatura corporal. (a) (b) (c) Fonte: AUTORIA PRÓPRIA. Com o termômetro ainda na mão do componente da equipe, foi realiza a medição da altura da coluna de álcool utilizando a régua de madeira como representado na figura 6 (c). Esse valor da altura, também apresentado no tópico seguinte, representa a temperatura corporal do componente da equipe e que no momento da prática foi assumida como 36,5°C. Posteriormente, o termômetro de álcool foi introduzido em um Becker contendo gelo fundente como representado na figura 7 (a). O termômetro foi deixado por quinze minutos dentro do Becker para que o equilíbrio térmico ou algo próximo a isso fosse atingindo. Depois dos quinze minutos a altura da coluna foi medida com a régua de madeira da mesma forma que nas medições anteriores. Essa medição é representada pela figura 7 (b). Como a altura da coluna de álcool não ficou com sua extremidade escondida pela rolha depois dos quinze minutos de retração, não houve a necessidade de empurrar a rolha para aumentar a pressão no tubo de ensaio e fazer com que álcool subisse pelo tubo capilar para possibilitar a medição com a régua.
  • 14. 13 Figura 7 – (a) Termômetro em gelo fundente; (b). Medição da coluna; (c) Medição com termômetro de mercúrio. (a) (b) (c) Fonte: AUTORIA PRÓPRIA. A altura dessa coluna representa a temperatura do gelo fundente, a qual também foi medida com o termômetro de mercúrio, como ilustrado na figura 7 (c). O termômetro de mercúrio foi colocado no Becker com o gelo fundente depois que o termômetro de álcool foi retirado. Ele permaneceu no Becker apenas por cinco minutos, tempo suficiente para atingir o equilíbrio térmico ou algo próximo, pelo fato de ser um termômetro fabricado industrialmente. Os resultados obtidos durante o procedimento experimental foram considerados satisfatórios pelos componentes e foram resultados esperados, não havendo, portanto, grandes fontes de erro. Esse último é devido principalmente à sobrecarga posta sobre a rolha do tubo de ensaio no momento em que a régua de madeira foi apoiada sobre a mesma para a realização das medições da altura da coluna de álcool. A sobrecarga na rolha aumentou a pressão dentro do tubo de álcool, fazendo com que o mesmo subisse pelo tubo capilar. Contudo, o problema foi percebido a tempo de se evitar uma mudança muito grande nos valores. Esse imbróglio ocorreu durante a medição em que o termômetro estava no gelo fundente. Além disso, a prática foi refeita para garantir resultados coerentes. Isso porque durante a primeira vez em que estava sendo realizada, a rolha soltou do tubo de ensaio derramando um pouco de álcool, o que consequentemente comprometeria os resultados seguintes. Dessa forma, a prática foi reiniciada.
  • 15. 14 4 RESULTADOS 4.1 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA AMBIENTE O termômetro de álcool permaneceu durante dez minutos na garra do tripé, sem contato com as pessoas para que o álcool chegasse o mais próximo possível do equilíbrio com a temperatura ambiente, que era de 24°C durante a prática. A medição da coluna após os dez minutos foi de: ℎ = 31,9 𝑐𝑚 4.2 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA CORPORAL Depois de quinze minutos com o termômetro nas mãos de um componente da equipe, para que o álcool novamente atingisse o equilíbrio, a medida da altura da coluna foi de: ℎ1 = 44,8 𝑐𝑚 A temperatura corpórea foi assumida como 36,5. O aumento da altura da coluna de álcool em 12,9 centímetros em relação à medição na temperatura ambiente é natural. Isso ocorre pelo fato de o álcool receber energia térmica (calor) do corpo, o que aumenta o grau de agitação das moléculas e faz com que o líquido se dilate. 4.3 MEDIÇÃO NA TEMPERATURA DO GELO FUNDENTE Com 15 minutos no gelo fundente, a medida da altura da coluna de álcool foi de: ℎ0 = 5 𝑐𝑚
  • 16. 15 Dessa vez ocorre o contrário do item anterior. O termômetro de álcool cede energia térmica (calor) para o meio, já que é o corpo mais quente e o calor flui espontaneamente do corpo de maior temperatura para o corpo de menor temperatura, de acordo com a Lei Zero da Termodinâmica. Como perde energia térmica, o grau de agitação molecular diminui e ocorre então uma contração do álcool dentro do tubo capilar, fazendo com que a altura da coluna diminua. Nessa medição, a temperatura do gelo fundente, de acordo com o termômetro de mercúrio utilizado, era de 5°C. 4.4 CONSTRUÇÃO DA ESCALA Tendo o conhecimento de pontos fixos no termômetro de álcool, que são a temperatura do gelo fundente h0 = h2 e a temperatura corporal h1, é possível construir uma escala termométrica por meio da correspondência entre as alturas medidas e os valores reais de temperatura, na escala Celsius, como representado na figura 8. Figura 8 – Correspondência entre as alturas e as temperaturas na escala Celsius. Fonte: AUTORIA PRÓPRIA. A partir dessa correspondência entre esses pontos fixos: temperatura corpórea, em que h1 equivale a Tc e a temperatura do gelo fundente, em que h0 = h2 e equivale a Tg, é possível estabelecer relação descrita pela equação 2.
  • 17. 16 ℎ−ℎ0 ℎ1−ℎ0 = 𝑇𝑎−𝑇𝑔 𝑇𝑐−𝑇𝑔 (2) Desta forma, é possível encontrar um valor correspondente Ta na escala Celsius para um valor h medido com a régua de madeira a uma temperatura desconhecida. Substituindo o valor de h na equação 2, obtemos a equação 3 pela altura de 31,9 centímetros, referente temperatura ambiente durante a realização da prática, é possível encontrar um valor correspondente na escala Celsius e verificar se este se aproxima dos 24°C medidos com o termômetro de mercúrio durante a prática. 31,9 − 5 44,8 − 5 = 𝑇𝑎 − 5 36,5 − 5 26,9 39,8 = 𝑇𝑎 − 5 31,5 𝑇𝑎 = 26,2°𝐶 (3) A diferença entre o valor medido no termômetro de mercúrio e o valor calculado através da equação Y foi de: 26,2 – 24 = 2,2°C. É uma diferença razoavelmente pequena que se deve principalmente ao fato de o termômetro de álcool ser de construção caseira e não seguir nenhum parâmetro ou norma. Além disso, essa diferença pode ser atribuída a variações no nível do álcool no tubo capilar, que ocorreram durante as medições e o manuseio e também ao minuto desprezado durante o contato do termômetro com as mãos de um componente da equipe.
  • 18. 17 5 QUESTIONÁRIO 1- O que é propriedade termométrica? Propriedades termométricas são características que determinados sistemas apresentam ao serem submetidos à variações de temperatura. Algumas das propriedades termométricas são: a variação de pressão em um gás confinado, o aumento da resistência elétrica e a dilatação dos corpos, sem a qual se tornaria impossível medir a variação de temperatura utilizando-se de termômetros. 2- nessa experiência, qual propriedade termométrica foi utilizada? A propriedade termométrica utilizada na experiência foi a dilatação do comprimento da altura da coluna de álcool. 3- quais substâncias termométricas que foram utilizadas nessa experiência? As substâncias termométricas utilizadas foram o álcool, cuja dilatação foi utilizada na elaboração de uma tabela termométrica; e gelo fundente, que foi utilizado para marcar o ponto h0. 4- que pontos fixos foram utilizados na construção do seu termômetro? Foram demarcados dois pontos fixos na construção do termômetro, pontos esses que indicam a altura máxima e mínima atingida pelo fluido contido no capilar. O ponto mínimo foi o gelo fundente, no qual o termômetro indicou o ponto que foi considerado h0 na escala construída, e corresponde a 4ºC. O ponto máximo do termômetro, denominado de ponto h1, corresponde à temperatura corporal de um indivíduo, que foi considerada 36ºC.
  • 19. 18 5- calcule o erro relativo percentual de temperatura de ambiente obtida com o termômetro a álcool. Para calcular o erro relativo percentual primeiramente é necessário lembrar- se da expressão que realiza a correspondência entre ºC e as alturas encontradas, equação 4. h−h0 h1−h0 = Ta−Tg 36,6−Tg (4) Relembrada essa fórmula basta calcular a correspondente temperatura ambiente em graus Celsius, equação 5 e 6. 31,9−5 44,8−5 = Ta−4 36,6−4 → 26,9 39,8 = 𝑇𝑎 32,6 (5) 39,8Ta − 159,2 = 876,9 → 39,8Ta = 1036,14 𝑇𝑎 = 1036,14 39,8 → 𝑇𝑎 = 26,03℃ (6) Com essa fórmula torna-se possível encontrar a temperatura que era indicada pelo termômetro de álcool, porém a temperatura indicada pelo termômetro de mercúrio indicava 24ºC e com esses dois dados se torna possível encontrar o erro relativo percentual, que é expresso pela equação 7. 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = |𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑜−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑎𝑡𝑜| 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑎𝑡𝑜 × 100 (7) Nesse caso o valor exato será o valor indicado pelo termômetro de mercúrio e o valor aparente será o encontrado através dos cálculos. 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = |26−24| 24 × 10 → 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 = 2 24 × 100 → 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑃𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 ≅ 8,3% (8)
  • 20. 19 6- é possível melhorar a sensibilidade do seu termômetro? Dê uma sugestão de como fazê-lo. O termômetro caseiro construído possuía como bulbo um tubo de ensaio totalmente preenchido por álcool etílico. Para aumentar a sensibilidade do termômetro, deve ser substituído o bulbo de vidro e álcool por um de alumínio, ou outro material metálico, pois como os metais possuem alta capacidade de condução de calor, este será transmitido sem grande tempo morto. 7- Você poderia ter usado como ponto de calibração para o termômetro a temperatura da ebulição da água ao nível do mar? Por quê? Não. A água ao nível do mar entra em ebulição ao atingir 100ºC, enquanto o álcool etílico entra em ebulição aos aproximados 78,4ºC, temperatura que como se pode observar é inferior ao ponto de ebulição da água, então caso fosse utilizado um termômetro de álcool caseiro para medir a dilatação causada pela água em ebulição, a troca térmica entre ambos os corpos faria com que o álcool entrasse em ebulição, consequentemente alterando a quantidade de álcool em estado líquido no capilar e por conta disso, inviabilizando quaisquer medições futuras. 8- enumere os principais “defeitos” e qualidades do seu termômetro. O termômetro construído em sala foi feito utilizando Álcool, que por não ser tóxico como o mercúrio traz a vantagem da segurança ao termômetro, sem contar que é barato para se construir e durável, porém esse mesmo termômetro não possui a precisão de um termômetro de mercúrio, e sua faixa de medição é restrita a temperaturas baixas, abaixo do nível de ebulição da água, pois o ponto de ebulição do álcool é baixo. Outro defeito que pode ocorrer em termômetros de álcool é a separação de parte do álcool por capilaridade, evento que pode apesar de ser reversível causa transtornos ao operador.
  • 21. 20 6 CONSIDERAÇÕES FINAIS Foi visto que a temperatura pode ser definida como o grau de agitação das moléculas de um determinado sistema, e foi visto que a termometria é um ramo da física que estuda maneiras de se mensurar a temperatura com eficácia. Também foi discutido os conceitos fundamentais da termometria, tais a energia térmica das moléculas que geram o seu movimento caótico, e como o aumento ou diminuição dessa energia pode ocasionar a redução bem como o aumento dessa energia, e a explicação de como essa energia basicamente se comporta levou a outros conceitos, como o de equilíbrio térmico e à Lei zero da termodinâmica. Apresentou-se que algumas dessas propriedades não se aplicam aos gases, e passando após a descrição no procedimento experimental foi observado a propriedade termométrica da dilatação dos corpos, a qual foi tema do experimento e com se utilizando foi possível construir um termômetro experimental, o qual, com o auxílio de uma expressão que foi posta no roteiro foi calculado o erro relativo apresentado pelo termômetro construído, e com os dados que foram colhidos no experimento foi possível a resolução das questões propostas, que auxiliaram na compreensão do funcionamento dos termômetros e sua importância em diversos aspectos. REFERÊNCIAS RAMALHO J., F.; FERRARO, N. G.; SOARES, P. A. T. Os fundamentos da física. 9. ed. São Paulo: Moderna, 2007.