Um termopar é constituído por dois fios metálicos diferentes. Quando duas extremidades dos fios são ligadas, aparece uma voltagem entre
as extremidades livres. A junção dos fios é o bulbo do termômetro, pois a voltagem gerada é função da sua temperatura. Em uma feira de
ciências, um estudante construiu um termômetro do tipo termopar
usando dois fios A e B, conforme mostra a figura. Para calibrar o
termômetro, o estudante mergulhou o termopar em água fervente a
100 ºC. As outras extremidades dos fios foram conectadas aos bornes
de um milivoltímetro, que registrou uma voltagem de 4,85 mV. Depois, a
experiência foi repetida com o termopar mergulhado em gelo
fundente. Nesse caso, o aparelho marcou 1,20 mV.
a) Determinar a equação para converter a leitura do voltímetro em uma
temperatura Celsius.
b) Calcular a temperatura local em ºC, considerando que o voltímetro
marcou 2,30 mV depois que o termopar foi retirado da água e exposto
ao ar livre.
Anexos:
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Após realizar os cálculos necessários, podemos afirmar que:
a) A equação para converter a leitura do voltímetro em uma temperatura Celsius é:
b) A temperatura local é aproximadamente 30,1 ºC.
O exercício aborda conceitos de termologia.
Resolução do exercício
Lembre-se que:
- A temperatura de ebulição da água é igual a 100ºC
- A temperatura de fusão da água é igual a 0ºC
a) Podemos relacionar a voltagem indicada pelo aparelho com a temperatura da seguinte forma:
100ºC ----- 4,85 mV
ºC ----- mV
0ºC ----- 1,20 mV
Com isto, podemos determinar a equação de conversão:
b) Substituindo mV por 2,30 na equação da questão a, teremos que:
A temperatura local é aproximadamente 30,1 ºC.
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