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Física - Teoria : Termômetros

 
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Termômetro é o equipamento utilizado para medir a temperatura.
O tubo extremamente fino (furo estreito) de um termômetro é chamado capilar.
O ponto de ebulição da água (ou ponto de condensação do vapor) é 100oC ou 212oF ou 373 K.
O ponto de solidificação da água (ou ponto de fusão do gelo) é 0oC ou 32oF ou 273 K.
Estas temperaturas são tipicamente usados na calibragem de termômetros e são conhecidas como pontos fixos.
A escala de temperatura que é tipicamente marcada em um termômetro de laboratório é −10oC a 110oC.

Líquidos termométricos são aqueles que são utilizados em termômetros.
Alguns exemplos de tais líquidos são mercúrio e álcool.
O fluido termométrico utilizado por Galileo Galilei em seu termômetro era ar.

Álcool, o qual é utilizado como um líquido termométrico, apresenta as seguintes propriedades características:
1. O álcool tem um ponto de solidificação muito baixo de cerca de −112oC e por isso é apropriado para ser usado em termômetros que registram temperaturas muito baixas.
2. O álcool tem um baixo ponto de ebulição de aproximadamente 78oC e portanto não pode ser utilizado para medir altas temperaturas.
3. O álcool pode ser tingido (ao se adicionar corante, normalmente vermelho) e então ele pode ser visto claramente através do vidro.
4. O álcool se expande mais que o mercúrio.
5. O álcool é de baixo custo.
6. O álcool molha o vidro.
7. O álcool não é um bom condutor de calor.

Mercúrio, o qual é utilizado como um líquido termométrico, apresenta as seguintes propriedades características:
1. O mercúrio tem um alto ponto de ebulição em torno de 357oC e portanto pode ser usado para medir temperaturas tão altas como 357oC.
2. O mercúrio tem um ponto de solidificação de aproximadamente −39oC e portanto é apropriado para o uso em termômetros para registrar baixas temperaturas (embora não muito baixas).
3. O mercúrio é opaco e possui uma cor prateada brilhante naturalmente, fazendo com que seja claramente visível no tubo capilar de um termômetro.
4. O mercúrio precisa de muito pouco calor para se expandir e então pode facilmente medir a temperatura de um corpo sem causar queda na temperatura do corpo.
5. O mercúrio não adere às paredes do tubo capilar de vidro de um termômetro. Portanto, permite uma medição de temperatura mais precisa.
6. O mercúrio é um bom condutor de calor.
7. O mercúrio é relativamente caro.

O Termômetro Clínico (ou termômetro de médico) é usado para medir a temperatura de pessoas.
A escala de temperatura que é tipicamente marcada em um termômetro clínico é 35oC a 43oC (ou 95oF a 109oF).
O espaço acima da coluna de mercúrio em um termômetro é originalmente vácuo (mas pode conter algum vapor de mercúrio depois de ser usado).
Depois de um termômetro clínico ter sido usado para medir a temperatura de um paciente, o mercúrio é impedido de se contrair retornando ao bulbo pela constrição (torção) a não ser que o termômetro seja sacudido.

Pirômetro é o termômetro utilizado para a medição de altas temperaturas.
Termômetros que medem altas temperaturas são calibrados usando outros pontos fixos, não as temperaturas de ebulição da água e fusão do gelo.

O termômetro de máximos e mínimos de James Six é usado para medir as temperaturas máxima e mínima do dia.
Ele consiste em um tubo capilar em forma de U com bulbos em ambas extremidades.
A dobra do tubo capilar em forma de U é preenchida com mercúrio.
Um dos bulbos é completamente preenchido com álcool e o outro bulbo é parcialmente preenchido com álcool.
O espaço no bulbo parcialmente cheio de álcool é originalmente vácuo (mas pode conter vapor de álcool posteriormente).
O líquido termométrico é álcool, cuja expansão e contração permitem que a mudança na temperatura seja registrada.
Imediatamente acima do mercúrio existem dois índices metálicos, os quais são mantidos no lugar por pequenas molas metálicas.
Os dois índices metálicos são restaurados a suas posições iniciais imediatamente acima do mercúrio através de um ímã em forma de ferradura.

A temperatura máxima no termômetro de Six é registrada da seguinte forma:
Devido ao aumento da temperatura durante o dia, o álcool no bulbo completamente cheio se expande e exerce pressão sobre o mercúrio.
O mercúrio se move em direção do bulbo parcialmente cheio e empurra para cima o índice no capilar de modo que fique mais próximo ao bulbo parcialmente cheio. Portanto, o índice mais próximo ao bulbo parcialmente cheio registra a temperatura máxima.

A temperatura mínima no termômetro de Six é registrada da seguinte forma:
Devido a queda da temperatura durante a noite, o álcool no bulbo completamente cheio se contrai.
O mercúrio se move em direção ao bulbo completamente cheio e empurra o índice no capilar de modo que fique mais próximo ao bulbo completamente cheio. Portanto, o índice mais próximo ao bulbo completamente cheio registra a temperatura mínima.

Quiz de Física sobre Termômetros.
 

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