Termómetros

Termómetros de marcação

Nem todos os termómetros funcionam desta forma, no entanto. O que aparece na nossa foto superior tem um ponteiro de metal que se move para cima e para baixo numa escala circular. Abra um desses termômetros e você verá o ponteiro montado em um pedaço de metal enrolado chamado tira bimetálica que é projetado para expandir e dobrar conforme esquenta mais quente (veja nosso artigo sobre termostatos para saber como funciona). Quanto mais quente a temperatura, mais a tira bimetálica se expande, e mais empurra o ponteiro para cima da escala.

Artwork: Como funciona um termómetro de mostrador: Este é o mecanismo que alimenta um típico termómetro de mostrador, ilustrado numa patente de Charles W. Putnam, de 1905. No topo, temos o ponteiro e a disposição habitual do mostrador. O trabalho artístico de baixo mostra o que está acontecendo na parte de trás. Uma faixa bimetálica (amarela) é bem enrolada e fixada tanto na moldura do termômetro quanto no ponteiro. É constituída por dois metais diferentes ligados entre si, que se expandem em diferentes quantidades à medida que aquecem. À medida que a temperatura muda, a tira bimetálica curva mais ou menos firmemente (contrai ou expande) e o ponteiro, preso a ela, move-se para cima ou para baixo na escala. Artworkf from US Patent 798,211: Termômetro cortesia do US Patent and Trademark Office.

Photo: Aqui está a tira bimetálica enrolada de um termômetro com mostrador real (o termômetro do freezer em nossa foto superior). É fácil ver como funciona: se você virar o ponteiro com a mão para temperaturas mais frias, a tira enrolada se aperta; vire o ponteiro para o outro lado e a tira se solta.

termômetros eletrônicos

Um problema com o mercúrio e os termômetros com mostrador é que eles demoram um pouco para reagir às mudanças de temperatura. Os termómetros electrónicos não têm esse problema: basta tocar na sonda do termómetro no objecto cuja temperatura pretende medir e o visor digital dá-lhe uma leitura de temperatura (quase) instantânea.

P>Foto: Termómetro médico electrónico de 2010. Você coloca a sonda de metal na boca, ou em outro lugar do corpo, e lê a temperatura fora do visor LCD.

termômetros eletrônicos funcionam de uma maneira totalmente diferente dos termômetros tomecânicos que usam linhas de mercúrio ou ponteiros giratórios. Eles são baseados na idéia de que a resistência de um pedaço de metal (a facilidade com que a eletricidade flui através dele) muda conforme a temperatura muda. À medida que os metais ficam mais quentes, os átomos vibram mais insidethem, é mais difícil para a eletricidade fluir e a resistência aumenta. (Em temperaturas próximas de zero absoluto, a menor temperatura teoricamente possível de -273,15°C ou -459,67°F, a resistência desaparece inteiramente em um fenômeno chamado supercondutividade.)

Um termômetro eletrônico funciona colocando uma voltagem através de sua sonda metálica e medindo a quantidade de corrente que flui através dela. Se você colocar a sonda em água fervente, o calor da água flui com menos facilidade através da sonda para que a resistência suba em uma quantidade precisamente mensurável. Um microchip dentro do termômetro mede a resistência e a converte em uma medição de temperatura.

P>Foto: Termómetro de resistência eléctrica de 1912: Este exemplo de um termômetro de resistência tipo ponte foi construído por Leeds e Northrup e usado para medições de temperatura no US National Bureau of Standards (agora NIST) no início do século 20. Apesar da sua aparência volumosa e desajeitada, ele é preciso até 0,0001 graus. Foto cortesia do National Institute of Standards and Technology Digital Collections, Gaithersburg, MD 20899.

A principal vantagem de termômetros como este é que eles podem dar uma leitura aninstante em qualquer escala de temperatura que você gosta – Celsius, Fahrenheit, ou o que quer que seja. Mas uma de suas desvantagens é que eles medem a temperatura de um momento para o outro, então os números que eles mostram podem flutuar bastante dramaticamente, às vezes tornando difícil fazer uma leitura precisa.

termômetros elétricos precisos, conhecidos como termômetros de resistência, usam quatro resistências dispostas em um circuito em forma de diamante chamado ponte de Wheatstone. Se três das resistências tiverem valores conhecidos, a resistência da quarta é fácil de calcular. Se a quarta resistência é desenhada na forma de uma sonda de temperatura, um circuito como este pode ser usado como um termómetro muito preciso: calcular a sua resistência (a partir da sua voltagem e corrente) permite-nos calcular a sua temperatura.

Medir temperaturas extremas

Se quiser medir algo que é demasiado quente ou frio para um termómetro convencional, vai precisar de um termopar: um dispositivo astuto que meça a temperatura medindo a electricidade. E se você não conseguir chegar perto o suficiente para usar um termopar, você pode tentar usar um pirômetro, um tipo de termômetro que deduz a temperatura de um objeto da radiação eletromagnética que ele emite.