AVANÇOS NA TECNOLOGIA
DA MEDIDA E DO CONTROLE DA TEMPERATURA
A importância da medida e do controle da temperatura, em
ampla variedade de atividade científica, industriais e domésticas levou ao
grande desenvolvimento que está técnica atinge na atualidade. São bastante conhecidos
os papéis de relevo da termometria de precisão, dos controles de temperaturas elevadas
e muito baixas nos laboratórios de pesquisas de todo o mundo. São também óbvias
as necessidades dessas medidas em quase todas as atividades industriais. Destacando-se
entre elas as indústrias agrícolas, aeronáutica, eletrônica, automobilística,
de aquecimento, refrigeração e ar-condicionado, metalúrgica etc. Quanto à sua
utilização doméstica, sabe-se que praticamente em toda residência encontramos
pelo menos um termômetro ou termostato, seja para uso clínico seja para
controle de temperatura em fornos, fogões, geladeiras etc.
Como sabemos, qualquer propriedade de uma substância que
varie com a temperatura poderia ser usada na construção de termômetros. Ainda
hoje, entretanto, a maioria dos termômetros em uso de baseia, como acontecia em
épocas passadas, na dilatação das substâncias, especialmente na dilatação dos
líquidos. Outros termômetros, de concepção mais moderna, baseada em outras
propriedades, são, porém , amplamente utilizados. Sua escolha dica sujeita às vantagens que podem
proporcionar em uma dada situação, relacionadas com a precisão, sensibilidade,
durabilidade, forma, limites de temperatura eu permitem medir, custo etc.,
desejados em cada caso.
Os princípios nos quais se baseiam alguns desses
termômetros e as principais características que levam à sua preferência são
apresentados a seguir.
TERMÔMETRO DE GASES
São baseados na variação de pressão de volume dos gases e
empregados, sobretudo, por oferecerem a possibilidade de medidas de alta
precisão em amplo intervalo de temperatura ( deste cerca de -263°C a 1000°C).
São práticos, principalmente para medidas de temperaturas muito baixas.
TERMÔMETRO DE RESISTÊNCIA ELÉTRICA
Permitem também alta precisão alta precisão (até 0,0001 °
C em alguns termômetros de resistência usando a platina). Oferecendo, ótima reprodutibilidade
nas leituras. Alguns termômetros desse tipo , usando semicondutores ( germânio,
por exemplo), são os mais recomendados para medidas de temperaturas muito baixa
( 0,2 K e 50 K).
TERMÔMETRO DE TERMOPAR
São, talvez, os termômetros mais importantes da atualidade,
com largo uso na indústria para registros contínuos e controle de temperatura.
Baseiam-se na medida da voltagem existente nas junções de fios metálicos ou ligas
de naturezas diferentes, a qual depende das temperaturas das junções. É muito
grande a variedade de materiais que podem ser usados na construção dos
termopares. Suas principais vantagens são: grande sensibilidade, pequena capacidade
térmica e condições muito práticas de uso.
TERMÔMETROS DE RADIAÇÃO
Baseiam-se na medida da energia irradiada por um corpo, a
qual depende de sua temperatura. São empregados, principalmente, na obtenção de
temperatura muito elevadas, oferecendo a vantagem de permitir a medida de
contato do termômetro com o objetivo cuja temperatura se procura. Entre os
diversos modelos destacamos aquele em que uma lente ( objetiva) produz a imagem
do objeto o filamento de tungstênio de um lâmpada alimentada por uma bateria. A
corrente elétrica no filamento pode ser alterada até que a imagem do objeto e o
filamento apareçam ao observador igualmente brilhantes. A temperatura é obtida
por uma prévia calibração do termômetro. Nos ,medidores mais modernos o
observador é substituído por uma célula fotoelétrica, a qual aciona um dispositivo
eletrônico que, automaticamente, completa a medida: Exemplo o pirômetro ótico, que é um termômetro desse
tipo. Para medidas de temperaturas ainda mais elevadas, como a de chamas,
estrelas, gases ionizados ( plasmas) etc., outras técnicas mais sofisticadas,
baseadas na termometria espectroscópica , são usadas.
TERMÔMETRO BIMETÁLICOS
São baseados no encurvamento da lâmina bimetálica ao
serem aquecidas. Embora apresentam pouca precisão, esses dispositivos são muito
empregados como termostatos ( em ferro elétricos, em aquecedores,e m chaves
automáticas ou disjuntores etc.) ,por serem de uso simples e oferecerem
prontidão nas leituras.
TERMÔMETRO ACÚSTICOS
O princípio de funcionamento desses aparelhos é a
variação velocidade do som ( ou do ultra-som) com a temperatura. São usados com
sucesso para temperatura muito baixas ( 2 K a 40K).
TERMÔMETRO MAGNÉTICO
Estes termômetros têm por base a medida de propriedades
magnéticas de determinas materiais, que variam com a temperatura. Estes
termômetros são usados, sobretudo, para medidas de temperaturas inferiores a
1K. As temperaturas mais baixas que vêm sendo alcançadas sucessivamente, com
valores próximos de 0,000001 K , são medidas com termômetros magnéticos.
INDICADORES DE
TEMPERATURAS
Alguns materiais apresentam, em situações especiais, uma
determinada propriedade que se reproduz, com sensível precisão, a certa
temperatura. Conjuntos desses materiais, cada um sensível especificamente a uma
temperatura, costumam ser usados como termômetros, São, assim, certas tintas ou
lápis que se fundem ou mudam de cor, bolas ou cones que se fundem cada um em
determinada temperatura. Apresenta pouca precisão e têm a desvantagem de só
poderem ser usados uma única vez, mas são bastante empregados na indústria de
cerâmicas. Entre os indicadores, os cristais líquidos, substâncias descobertas
recentemente, cujas cores se alteram com a temperatura, apresentam a vantagem
de serem reversíveis. Como o nome indica, são substâncias de estruturas moléculas
acumuladas á dos cristais, ao mesmo tempo em que apresentam fluidez como os líquidos,
pois sua organização molecular se altera com relativa facilidade, Pequenas
variações da temperatura provocam aquelas alterações e os cristais líquidos apresentam
então diversas fases, casa uma característica de uma dada temperatura, consequentemente,
a luz que a substância emite, ao ser iluminada com luz branca, se altera quando
cada uma dessas fases é atingida, Assim é possível utilizar um mesmo cristal
líquido para indicar temperaturas diversas, Já que a cada uma delas a sua cor
se modifica.
Outras técnicas de medida de temperatura têm disto desenvolvidas,
como é o caso da termografia, que consiste no mapeamento de distribuição de
temperaturas em áreas externas ou internas de um objeto, Essas técnicas são
empregadas na medicina ( para indicação de regiões onde estão localizados tumores
ou inflamações), na indústria ( para indicar alterações de temperaturas na
superfícies de motores e máquinas). Em pesquisas meteorológicas e até em
pinturas de paredes, para controle de temperaturas ambientes pelas alterações
das cores superfícies que envolvem o ambiente.
