INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL. Prof. Eduardo Calsan. Polímeros/Engenharias

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1 INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL Prof. Eduardo Calsan Polímeros/Engenharias

2 Introdução: II Medição de Temperatura Energia térmica: é energia de agitação ou movimento das moléculas devido ao estado de constante agitação das moléculas que compõem um corpo. Quando um corpo se esquenta, a velocidade de vibração de suas moléculas aumenta. Exemplos de consequências: -metal: tanto suas dimensões quanto sua resistência elétrica variam; - fluido: elevação de pressão, caso esteja num recipiente fechado. Em ambos os casos, a temperatura se eleva devido ao resultado do calor absorvido. Temperatura: é uma medida de energia cinética molecular de um corpo. 2

3 Características da temperatura: II Medição de Temperatura - propriedade fundamental, assim como tempo, massa, dimensão; - a temperatura de um corpo exprime a intensidade de calor, e não a quantidade (devido a agitação molecular); - temperatura não pode ser medida por comparação direta, utilizando padrões standard; - não possui uma medida palpável, como massa ou comprimento, mas sim ideias repetitivas e comparativas. Princípio básico: Dois corpos distintos estarão em equilíbrio térmico quando não houver passagem de calor entre um e outro. Eles estarão, nessas condições, à mesma temperatura. 3

4 A medição da temperatura será realizada de acordo com alguma medida característica física do elemento de medição que seja relacionada com a temperatura. Exemplo: a) Alterações físicas: volume, pressão termômetros de haste de vidro, bimetálico; b) Alterações elétrica termopares, termoresistências. Escalas de temperatura: Escala Internacional Prática de Temperatura de (IPTS-68): baseada em certos pontos fixos, intrapolados de acordo com a necessidade de medição. Exemplo: ponto de fusão do gelo: 0ºC; ponto de fusão do zinco: 419,58ºC. 4

5 Para a interpolação, usa-se o seguinte método: -Entre -259,34ºC e 630,43ºC, utiliza-se o termômetro de resistência de platina pura, livre de tensões mecânicas. - Entre 630,43ºC e 1.064,43ºC, utiliza-se o termopar de platina-ródio, com 10% de platina. A calibração será feita por comparação com as indicações obtidas dos elementos primários acima mencionados. Escala Centígrada ou de Celsius (ºC): ponto de fusão do gelo (0ºC) e de fusão da água (100ºC), estendendo-se até -273,15ºC, ponto esse chamado de zero absoluto, onde presume-se que toda agitação molecular esteja cessada. Escala Kelvin (K): inicia-se no zero absoluto e é obtida somando-se 273,15 aos valores da escala Centígrada. A temperatura medida nessa escala é chamada temperatura absoluta. 5

6 Escala Fahrenheit (ºF): fusão do gelo dá-se em 32ºF e a ebulição da água em 212ºF. Escala Rankine (ºR): obtida através da soma de 459,67 aos valores da escala Fahrenheit. Escala Réamur (ºRé): fusão do gelo dá-se em 0ºRé e a ebulição da água em 80ºRé. 6

7 A conversão entre as escalas pode ser feita da seguinte forma: ºF = 9/5 x (ºC) + 32; ºC = (ºF 32) x 5/9; K = ºC + 273,15; ºR = ºF + 459,67; ºRé = 4/5 x (ºC); Exercício rápido: Exprimir 200ºC nas demais escalas de temperatura. 7

8 Referências: 1- COSTA, Augusto Diniz da. Instrumentação. Vol. 1. São Bernardo do Campo: Editora da ETE Lauro Gomes, Cursos Piping. Instrumentação Elétrica e Pneumática. Santo André, THOMAZINE, Daniel & ALBUQUERQUE, Pedro Urbano Braga de. Sensores industriais. Fundamentos e aplicações. 7. ed.. São Paulo: Editora Érica,

9 O que é zero absoluto? É a menor temperatura que qualquer coisa pode atingir no universo. Qualquer átomo ou molécula que chegar a zero da escala Kelvin (0K ou -273,15 C) ficaria imóvel. Mas isso é uma teoria, já que não foi possível atingir a temperatura nem mesmo em laboratório o recorde de aproximação está em 0, K. Em experiências, cientistas alemães e norte-americanos descobriram que em baixas temperaturas um corpo pode passar por três efeitos colaterais: a supercondutividade, a superfluidez e a condensação de Bose-Einstein. Como supercondutor, ele cria um campo magnético que seria capaz de levitar um imã. Já a superfluidez, com a ausência de resistência mecânica, permitiria que um líquido subisse pelas paredes de um copo. A última teoria, a de Bose-Einstein, é a de que o comportamento da matéria muda radicalmente um corpo composto de diversas partículas agiria como um condensado, ou seja, como um único átomo gigante. -A tese da condensação foi proposta por einstein em 1925, que deu continuidade ao trabalho do físico indiano Satyendra Nath Bose. -Bobinas do Colisor de Hádrons (lhc) chegam a 1,9K (-271 C ) em resfriamento. Fonte: Físico Dulcidio Braz Jr II Medição de Temperatura 9