Qual o conceito de termologia cite exemplos | Conceitos, Fórmulas, Definições, Escalas

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Qual o conceito de termologia cite exemplos

Termologia Termometria Temperatura Física | Conceitos, Fórmulas, Definições, Escalas

O que é um Termopar – Qual o conceito de termologia cite exemplos

O aquecimento da junção de dois metais gera o aparecimento de uma força eletromotriz (f.e.m.). Este princípio conhecido por efeito Seebeck propiciou a utilização de termopares para a medição de temperatura.

Modelo elétrico de um termopar - Qual o conceito de termologia cite exemplos
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Como funciona e por que usar um termopar?

O termopar é formado pela junção de dois fios de ligas metálicas diferentes entre si. Na sua junção, em uma das suas extremidades chamamos de junta quente e na junção aonde ligamos o aparelho ou cabo de compensação/ extensão é chamada de junta fria. A sua junta quente quando submetida a uma fonte de calor ou energia (positiva ou negativa) faz com que seja gerada uma milivoltagem que é proporcional a sua junta fria, Efeito este chamado de Seebeck.

Termopar modelo com bloco de ligação - Qual o conceito de termologia cite exemplos
O que é junta fria e junta quente do Termopar?

Potência termoelétrica dos termopares – Qual o conceito de termologia cite exemplos

É a relação que expressa a quantidade de milivolts, gerada a cada grau celcius de variação de temperatura. A expressão matemática que define a potência termoelétrica é:

           m V

Pt =  ———

           ° C

Como a milivoltagem gerada por 1°C de variação é um número muito pequeno e como a variação da f.e.m. gerada em função da temperatura não é linear, é usual definir‑se a potência termoelétrica média no intervalo de utilização de cada termopar e multiplicar‑se este valor por 100°C.

Potência termoelétrica dos termopares - Qual o conceito de termologia cite exemplos

Figura ‑ Como vemos no gráfico, ΔT1 = ΔT2, mas como a curva não é linear temos a PT1 (Potência Termoelétrica 1) e PT2 (Potência Termoelétrica 2) definida pela tangente dos intervalos considerados. Esse valor deve ser multiplicado por 100 para facilitar o estudo.

A potência termoelétrica é uma grandeza útil na caracterização e comparação de termopares.

CORRELAÇÃO DA F.E.M. EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA.

Visto que a f.e.m. gerada em um termopar depende da composição química dos condutores e da diferença de temperatura entre as juntas, isto é, a cada grau de variação de temperatura, podemos observar uma variação da f.e.m. gerada pelo termopar, podemos, portanto, construir uma tabela de correlação entre temperatura e a f.e.m., por uma questão prática padronizou‑se o levantamento destas curvas com a junta de referência à temperatura de 0°C.

Essas tabelas foram padronizadas por diversas normas internacionais e levantadas de acordo com a Escala Prática Internacional de Temperaturas de 1968 (IPTS‑68), para os termopares mais utilizados.

A partir dessas tabelas podemos construir um gráfico, onde estão relacionadas as milivoltagens gerada em função da temperatura, para os termopares segundo a norma ISA, com a junta de referência a 0°C.

A relação da f.e.m. “E” versus a temperatura “T” é usualmente aproximada através de uma equação do tipo:

E= A + BT + CT² +…

Onde A, B, C…, são constantes que são determinadas experimentalmente. Se a junta de referência está a 0°C, então A = 0.

Podemos notar então que esta expressão não é linear.

CORRELAÇÃO DA F.E.M. DOS TERMOPARES BÁSICOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA - Qual o conceito de termologia cite exemplos
CORRELAÇÃO DA F.E.M. DOS TERMOPARES BÁSICOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA
CORRELAÇÃO DA F.E.M. DOS TERMOPARES BÁSICOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURAísica
CORRELAÇÃO DA F.E.M. DOS TERMOPARES BÁSICOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA
RESULTANTE CORRELAÇÃO DA F.E.M. DOS TERMOPARES BÁSICOS EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA

TIPOS E CARACTERÍSTICAS DOS TERMOPARES – Qual o conceito de termologia cite exemplos

Existem várias combinações de 2 metais condutores operando como termopares. Sendo o mais importante que as combinações de fios devem possuir uma relação linear entre temperatura e f.e.m.; e acima de tudo as melhores opções devem desenvolver uma f.e.m. por grau de mudança de temperatura, que seja detectável pelos equipamentos normais de medição.

Essas combinações foram feitas de modo a se obter uma alta potência termoelétrica, sendo um ponto muito importante na medição de temperatura e aliando‑se ainda as melhores características dos fios e resistência à corrosão, na faixa de utilização. Cada tipo de termopar tem uma faixa de temperatura ideal de trabalho, que ao ser respeitada, teremos uma maior vida útil do mesmo.

Podemos dividir os termopares em três grupos, a saber:

‑ Termopares Básicos, Nobres e Especiais

Termopar Básico Tipo CuCo “T” Cobre / Constantan

TIPO “T” adotada Norma ANSI Cobre – Constantan

Cu (+) Cobre: Elemento formado de Cobre 99,9%.

Co (-) Constantan: Elemento formado por Cobre 58% e Níquel 42% (com variações nestes valores dependendo fabricante).

T adotada pela Norma ANSI / CuCo.

Termopar Básico Tipo FeCo “J” Ferro / Constantan

TIPO “J” adotada Norma ANSI Ferro – Constantan

Fe (+) Ferro:
Elemento formado de Ferro 99,5%.

Co (-) Constantan: Elemento formado por Cobre 58% e Níquel 42% (com variações nestes valores dependendo fabricante).

J ‑ adotada pela Norma ANSI / FeCo.

Termopar Básico Tipo CrCo “E” Cromel / Constantan

TIPO “E” adotada Norma ANSI Cromel – Constantan

Cr (+) Cromel:
Elemento formado de Níquel 90% e Cromo 10%.

Co (-) Constantan: Elemento formado por Cobre 58% e Níquel 42% (com variações nestes valores dependendo fabricante).

E ‑ adotada pela Norma ANSI / CrCo.

Termopar Básico Tipo CrAl “K” Cromel / Alumel

TIPO “K” adotada Norma ANSI Cromel – Alumel

Cr (+) Cromel: Elemento formado de Níquel 90% e Cromo 10% (+)

Al (-) Alumel: Elemento formado de Níquel 95% e Alumínio, Manganês e Silício (-).

K ‑ adotada pela Norma ANSI / CrAl.

CA ‑ Adotada pela Norma JIS

NiCr‑Ni ‑ Adotada pela Norma DIN

Termopar Básico Tipo NicNis “N” Nicrosil / Nisil

TIPO “N” adotada Norma ANSI Nicrosil/ Nisil

Nic (+) Nicrosil:
Elemento formado de Níquel 83%, Cromo 14% e Silício a 3%.

Nis (-) Nisil: Elemento formado por Níquel 95% e Silício 5%.

N ‑ Adotada pela Norma ANSI / Nicrosil Nisil

Termopar Nobre Tipo Pt PtRh10% “S” Platina 100% / Platina 90% Ródio 10%

Termopares Nobres: São aqueles que os pares são constituídos de platina. Embora possuam custo elevado e exijam instrumentos receptores de alta sensibilidade, devido à baixa potência termoelétrica, apresentam uma altíssima precisão, dada a homogeneidade e pureza dos fios termopares.

TIPO “S” adotada Norma ANSI PtPtRh10%

Pt90% Rh10% (+) :
Elemento formado de Platina 90% e Ródio 10% (+).

Pt100% (-) : Elemento formado de Platina 100% (-).

S ‑ adotada pela Norma ANSI / PtPtRh10%.

Termopar Nobre Tipo Pt PtRh13% “R” Platina 100% / Platina 87% Ródio 13%

Termopares Nobres: São aqueles que os pares são constituídos de platina. Embora possuam custo elevado e exijam instrumentos receptores de alta sensibilidade, devido à baixa potência termoelétrica, apresentam uma altíssima precisão, dada a homogeneidade e pureza dos fios termopares.

TIPO “R” adotada Norma ANSI PtPtRh13%

Pt87% Rh13% (+) :
Elemento formado de Platina 87% e Ródio 13% (+).

Pt100% (-) : Elemento formado de Platina 100% (-).

R ‑ adotada pela Norma ANSI / PtPtRh13%.

Termopar Nobre Tipo PtRh6% PtRh30% “B” Platina 94% Ródio 6% / Platina 70% Ródio 30%

Termopares Nobres: São aqueles que os pares são constituídos de platina.
Embora possuam custo elevado e exijam instrumentos receptores de alta sensibilidade, devido à baixa potência termoelétrica, apresentam uma altíssima precisão, dada a homogeneidade e pureza dos fios termopares.

TIPO “B” adotada Norma ANSI PtRh6% PtRh30%

Pt70% Rh30% (+):
Elemento formado de Platina 70% e Ródio 30% (+).

Pt94% Rh6% (-): Elemento formado de Platina 94% e Ródio 6% (-).

B ‑ adotada pela Norma ANSI / PtRh6% PtRh30%.

Escalas Termométricas – Termologia Termometria Temperatura Física

A primeira escala foi estabelecida foi a Fahrenheit em 1714, a qual se convencionou um valor zero, para o que então se pensou ser a menor temperatura capaz de se obter em laboratório. Nesta escala estabeleceu‑se o valor de 32° para a temperatura de congelamento da água e 212° para a temperatura de evaporação da água, ambos medidos à pressão de uma atmosfera, isto é, ao nível do mar. A diferença entre os pontos de ebulição e congelamento foi dividido em 180 (212 ‑ 32) partes iguais às quais se deu o nome de grau Fahrenheit.

Mais tarde, baseada no sistema métrico, foi desenvolvida a escala Celsius ou Centígrado que, tomando os mesmos dois pontos de referência deram a eles a designação 0°C a 100°C. À diferença entre os dois pontos de referência dividida em 100 (100 ‑ 0) partes iguais, deu‑se o nome de grau Celsius.

Zero absoluto

Com o desenvolvimento da física teórica e prática, os cientistas concluíram que, embora se tivesse conseguido chegar a temperaturas muito abaixo de 0°F ou 0°C, haveria um valor teórico que jamais poderia ser ultrapassado. Seria a temperatura em que os corpos não teriam mais energia térmica. A este valor estipulou‑se o nome de “zero absoluto”. Na escala Fahrenheit este valor responde a ‑ 459,67 °F, na escala Centígrado a ‑ 273, 15°C. Nestas temperaturas, os corpos perderam todo o seu conteúdo calorífico.

Foram então desenvolvidas duas outras escalas, chamadas de absolutas. A escala Kelvin começa a contar a partir de zero absoluto da escala Centígrado, isto é, ‑ 273, 15°C. Consequentemente, para a variação de 1° centígrado na escala Celsius teremos a mesma variação na escala Kelvin. “Mudou apenas a referência. Assim é que na escala Kelvin a água congela a + 273,15°K e evapora a + 373,15°K”.

A escala Rankine usa o mesmo princípio, iniciando em ‑ 459, 67°F sendo que para a variação de 1° na escala Rankine teremos a mesma variação de 1° na escala Fahrenheit. Assim é que na escala Rankine a água congela a 491,67°R e evapora a 671,67°R.

UNIDADES DE MEDIDA – Termologia Termometria Temperatura Física

Outras escalas de temperatura existem, porém de raríssima utilização como é o caso da escala Réaumur (°Ré) que considera o ponto de fusão do gelo a 0°Ré e o ponto de ebulição da água a 80°Ré (para pressão 760mm de mercúrio).

Escala Celsius (ºC): Celsius arbitrou a temperatura de 0ºC ao ponto de fusão do gelo sob pressão normal, e 100 ºC para a temperatura de ebulição da água em condições normais de pressão. Entre os limites citados, a escala foi dividida em cem partes iguais, cada uma das partes denominamos grau Celsius.

Escala Fahrenheit (ºF): Nesta escala relativa, a temperatura de vaporização da água é de 212 ºF (pressão normal), e a temperatura de fusão do gelo (pressão normal) é definida como 32 ºF. Entre esses dois pontos fixos, temos 180 partes iguais, cada uma delas correspondendo a 1 grau fahrenheit.

Escala Kelvin (K): O zero absoluto, na escala kelvin, é a temperatura de menor energia de um sistema, no entanto nenhum sistema pode ser arrefecido até tal temperatura. Uma das temperaturas mais baixas já atingidas em laboratório foi de 4 K. Nessa temperatura, o hélio torna‑se líquido.

Para conversão de temperatura de uma escala para outra se pode usar ábacos, tabelas ou simplesmente fórmulas como segue:

          °F – 32

°C =  ————  . 5

               9

          °C . 9

°F =  ————  + 32

              5

°K =  °C + 273,15

°R =  °F + 459,67

             4

°Ré =  ——  . °C

             5

Anders Celsius Biografia Curiosidades

Anders Celsius (27 de Novembro de 1701 – 25 de Abril de 1744) foi um astrônomo sueco.

Celsius nasceu em Ovanåker, na Suécia. Foi professor de Astronomia na Universidade Uppsala de 1730 a 1744, mas viajou de 1732 a 1735, visitando principalmente observatórios na Alemanha, Itália e França.

Anders Celsius Biografia Temperatura Industrial
Anders Celsius Biografia

Em 1733 publicou em Nurembergue (Nürnberg) uma coleção de 316 observações da Aurora Boreal feitas por ele próprio e outros durante os anos 1716-1732.

Em Paris, defendeu a medida do arco de meridiano na Lapônia, e em 1736 fez parte da expedição organizada com este intuito pela Academia Francesa de Ciências e dirigida por Pierre Louis Moreau de Maupertuis.

Anders Celsius Biografia Curiosidades e descobertas

Apesar de morrer jovem, Celsius viveu o suficiente para fazer importantes contribuições em várias áreas do conhecimento. Como astrônomo, ele foi primordialmente um observador. Usando um método puramente fotométrico (filtros de luz através de placas de vidro), ele conseguiu determinar a magnitude das estrelas da Constelação de &AACUTEries (De constellatione Arietis, 1740).

Durante a discussão sobre a queda do nível do Báltico, ele escreveu um artigo a respeito, baseado em experimentos exatos, “Anmärkning om vatnets förminskande” (1743). Celsius é melhor conhecido relacionado a uma escala termométrica.

Graus constantes ou pontos fixos

Apesar de uma escala centígrada ter sido usada anteriormente, foi a famosa observação de Celsius a respeito dos dois ‘graus constantes’ no termômetro, “Observationer om twänne beständiga grader på en thermometer” (1742), que conduziu a sua aceitação geral. Como os ‘graus constantes’, ou pontos fixos, ele escolheu os pontos de congelamento e ebulição da água, chamando o ponto de ebulição de ponto zero, e o de congelamento de ponto cem.

O sistema, com a escala reversa, introduzido no observatório de Uppsala, foi conhecido como o ‘termômetro sueco’. Por volta de 1800, as pessoas começaram a se referir a ele como termômetro de Celsius.

Celsius foi um dos fundadores do Observatório Astronômico de Uppsala em 1741, mas é mais conhecido pela escala de temperatura Celsius, proposta pela primeira vez em um documento endereçado à Academia Real de Ciências da Suécia em 1742. Esta escala foi revisada por Carolus Linnaeus em 1745 e permanece como padrão até hoje.

Morreu de tuberculose em Uppsala.

Daniel Gabriel Fahrenheit Biografia

Daniel Gabriel Fahrenheit (Gdansk, 24 de maio de 1686 — Haia, 16 de setembro de 1736) foi um físico alemão.

Gabriei Daniei Fahrenheit nasceu na cidade de Danzig (que era alemã, mas atualmente fica na Polônia e se chama Gdahsk). Ainda jovem, mudou-se para a Holanda, onde se tornou fabricante de instrumentos meteorológicos.

Filho do mercador Daniel Fahrenheit e Concordia Fahrenheit, filha da tradicional família de comerciantes Schumann, de Gdansk, Daniel foi o mais novo dos cinco filhos que sobreviveram à infância (dois filhos e três filhas). O avô de Daniel, Reinhold Fahrenheit vom Kneiphof, mudou-se de Königsberg para Gdansk e se estabeleceu como mercador.

Daniel Gabriel Fahrenheit Biografia

Pesquisas sugerem que a família Fahrenheit é originaria de Hildesheim, entretanto eles viveram em Rostock antes de mudarem para Königsberg.
Um acidente com o consumo de cogumelos venenosos causou a morte de seus pais. Entretanto, seu interesse por ciências naturais causou nele gosto pelo estudo e experimentações nesse campo.

A escala de temperatura Fahrenheit

Fahrenheit foi estudar em Amsterdã, onde teve lições em Química. Em 1724 ele se tornou membro da Royal Society. Construiu areômetros e deu forma definitiva ao termômetro de álcool e depois ao de mercúrio; para o último, concebeu a graduação que conservou seu nome. A escala de temperatura Fahrenheit ainda é utilizada nos países anglo-saxões. Quando Fahrenheit construiu seu primeiro termômetro, ele usou álcool. Depois ele passou a usar mercúrio, obtendo melhores resultados.

Após examinar todos os termômetros, barômetros, higrômetros e aerômetros a que teve acesso, decidiu aperfeiçoar as técnicas de fabricação desses instrumentos, com o objetivo de obter leituras mais precisas. Suas pesquisas sobre as possíveis causas dos resultados divergentes apresentados pelos aparelhos conduziram-no a muitas descobertas importantes. Sua contribuição mais importante, porém, foi a substituição do álcool pelo mercúrio na confecção dos aparelhos.

Daniel Gabriel Fahrenheit Biografia, descobertas

Daniel Gabriel Fahrenheit Biografia e termômetro de álcool e mercúrio

Fahrenheit criou uma nova escala termométrica, cujo ponto mínimo (0° F) determinou utilizando uma mistura de água, gelo pilado, sal e amônia. O ponto máximo é o da ebulição da água, 212° F, e a temperatura de fusão do gelo, à pressão de uma atmosfera, corresponde a 32° F. Fahrenheit prosseguiu suas pesquisas nos Países Baixos até a morte, em Haia, em 16 de setembro de 1736. Fahrenheit fez muitas descobertas, mas não se tornou conhecido em todo o mundo por suas pesquisas e sim pela escala termométrica batizada com seu nome.

Temperatura

Todas as substâncias são constituídas de pequenas partículas, as moléculas, que estão em contínuo movimento.

Quanto mais rápido o movimento das moléculas mais quente o corpo e quanto mais lento mais frio.

Calor

“O Calor consiste no movimento das partículas de um corpo” – Isaac Newton

É a energia cinética das moléculas, energia em trânsito.

Definição de Calor

Equilíbrio Térmico

Do maior potencial ao menor. Ausência de troca de energia entre os corpos.

Quanto maior a temperatura de um corpo, maior a vibração das moléculas.

Sólido

Nos sólidos, as moléculas vibram em torno de posições fixas.

ESTRUTURA MOLECULAR DO SÓLIDO

Líquido

Nos líquidos as moléculas vibram, mas mudam constantemente de posições.

ESTRUTURA MOLECULAR DO LÍQUIDO

Gás

No gás, as moléculas movem-se livremente a grande velocidade e sem nenhuma ordem.

ESTRUTURA MOLECULAR DO GÁS

MODOS DE TRANSMISSÃO DE CALOR

É DEFINIDA COMO A ENERGIA DE UMA REGIÃO A OUTRA, SENDO A DIFERENÇA DE POTENCIAL TÉRMICO ENTRE ELAS.

Se um bloco quente de cobre é colocado num recipiente com água fria, observa‑se que o cobre esfria e a água se aquece, até que seja atingido o equilíbrio de temperatura.

Os aumentos da temperatura da água e queda da temperatura do cobre são devidos a passagem de uma forma de energia do cobre para a água. Dessa energia chega‑se ao conceito de calor.

“O CALOR é definido como sendo a forma de energia que é transferida através da fronteira de um sistema, em virtude da diferença de temperatura”.

A transmissão de calor por definição é a transmissão de energia de uma região a outra, como resultado da diferença de temperatura entre elas.

Como existem diferenças de temperaturas em todo o universo, os fenômenos de fluxo de calor são tão universais quanto os associados às atrações gravitacionais.

Ao contrário da gravidade, entretanto, o fluxo de calor não é governado por uma única relação, mas por uma combinação de várias leis da física.

Temos três modos distintos de transmissão de calor: CONDUÇÃO, RADIAÇÃO e CONVECÇÃO.

CONDUÇÃO

A condução é um processo pelo qual o calor flui de uma região de alta temperatura para outra mais baixa, dentro de um meio (sólido, líquido ou gasoso) ou entre meios diferentes em contato físico direto.

No fluxo de calor por condução a energia a transmissão é feita por meio de comunicação molecular direta, sem apreciável deslocamento das moléculas.

RADIAÇÃO

A radiação ou calor radiante é um processo pelo qual o calor flui de um corpo de alta temperatura para um de baixa quando eles estão separados no espaço, ainda que exista um vácuo entre eles.

O CALOR RADIANTE, NO VÁCUO, ATINGE A VELOCIDADE DA LUZ DE 300 mil km/s.

O termo radiação é em geral aplicado para todas as espécies de fenômenos de ondas eletromagnéticas. Na transmissão de calor, são de interesse apenas os fenômenos que resultam da diferença de temperatura e podem transportar energia através de um meio onde exista o vácuo ou através do espaço.

Essa energia é o Calor Radiante.

Todos os corpos emitem calor radiante de modo constante. A intensidade das emissões depende da temperatura e da natureza da superfície.

A energia radiante tem a velocidade da luz (300 mil km/s) como à radiação da luz.

De fato, de acordo com a teoria eletromagnética, a luz e a radiação térmica diferem apenas nos comprimentos de onda.

O calor radiante irradia de um corpo na forma de impulsos ou “quantum” de energia.

CONVECÇÃO

A convecção é um processo de transporte de energia pela ação combinada da condução de calor, armazenamento de energia e movimento de mistura. A convecção é mais importante como mecanismo de troca de energia (calor) entre uma superfície sólida e um líquido ou gás.

EXEMPLO DE CONVECÇÃO

DILATAÇÃO TÉRMICA DOS CORPOS

De um modo geral, quando aumenta a temperatura de um corpo (sólido ou líquido), aumenta também a agitação das partículas que formam esse corpo.

Isso causa um aumento da distância entre as partículas, e assim um aumento nas dimensões do corpo (dilatação térmica).

Por outro lado, uma diminuição na temperatura de um corpo acarreta uma redução em suas dimensões.

Na construção civil, por exemplo, para prevenir possíveis trincas e rupturas por causa da dilatação térmica dos materiais, utilizam-se as ” folgas”, chamados de juntos de dilatação.

Os líquidos dilatam-se sempre mais que os sólidos, quando igualmente aquecidos.

Dilatação Linear

Embora a dilatação de um sólido ocorra em todas as dimensões, pode predominar a dilatação de apenas uma das suas dimensões sobre as demais.

Ou, ainda, podemos estar interessados em uma única dimensão do sólido.

Superficial

É a variação da área de uma placa quando submetida a uma variação de temperatura.

Volumétrica

Vamos considerar a variação de volume, isto é, a dilatação nas três dimensões do sólido (comprimento, largura e altura).

DILATAÇÃO DA ÁGUA

A dilatação de um sólido com o aumento de temperatura ocorre porque com o aumento da energia térmica aumentam as vibrações dos átomos e moléculas que formam o corpo, fazendo com que passem para posições de equilíbrio mais afastadas que as originais.

OBS.: Na água ocorre fenômeno inverso de 0 a 4ºC. Portanto para dada massa de água, a 4ºC ela apresenta um volume mínimo. Um ponto muito importante é que a densidade é a relação entre a massa e seu volume (d = m/v), e assim concluímos que a 4ºC a água apresenta densidade máxima.

O comportamento da água explicam por que, nas regiões de clima muito frio, os lagos chegam a ter suas superfícies congeladas, enquanto no fundo a água permanece líquida a 4ºC. Como a 4ºC água tem densidade máxima, ela permanece no fundo não havendo nenhuma chance de se estabelecer o equilíbrio térmico por diferença de densidade.

DILATAÇÃO DE CORPOS “OCOS”

“Corpos ocos se dilatam como se não fossem ocos.”

Exemplos:

a) Um anel de aço, ao se dilatar, comporta-se como um disco de aço.

b) Um furo em uma chapa de ferro se dilata, quando aquecido, como se fosse feito de ferro .

c) Quando aquecido um cubo oco de cobre se dilata como um sólido.

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Termopares são fios metálicos de materiais diferentes que quando soldados e aquecidos neste ponto, observa-se uma carga em milivolts que se apresenta de modo proporcional a temperatura, e assim são elementos que se assemelham a termo pilhas.

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Importante ao dimensionar sensores de temperatura e também focado em aplicações em sensores de temperatura.

O Livro nível avançado é ideal para instalação de sensores em tubulações, mas também aplicações em tanques, fornos, estufas, mancais entre outros.

Como objetivo deste trabalho, discutiremos algumas razões pelas quais a prática é importante para dominar as habilidades, porém sem uma base teórica e baseada principalmente em fundamentos tudo isso fica impossível de se realizar.

Construção Física Pt-100 e sua montagem convencional

Na montagem convencional com bainha preenchida, tem?se o sensor montado em um tubo metálico com uma extremidade fechada e preenchido todo os espaços internos com óxido de magnésio, permitindo uma boa troca térmica e protegendo o sensor de choques mecânicos. A ligação do bulbo é feita com fios de cobre, prata ou níquel isolado entre si; sendo a extremidade aberta, selada com resina epoxi, vedando o sensor do ambiente em que vai atuar.

Termorresistência Pt100 ligação a 3 fios com montagem isoladores para 420°C
Termorresistência Pt100 com 3 fios e isoladores para 420°C

Ainda assim neste tipo de montagem, a termoresistência não apresenta muita resistência mecânica e não dispõe de condições para efetuar curvas, bem como tem limitações relativas ao diâmetro externo e comprimento total.

Construção Física Pt-100 e sua montagem isolação mineral

Para suprir esse problema dimensional, foi desenvolvida a termorresistência isolação mineral, na qual o bulbo sensor é interligado a um cabo isolação mineral com fios de cobre comuns. Este tipo de montagem permite a redução do diâmetro, não limita o comprimento, apresenta rápida velocidade de resposta e dá uma maior flexibilidade permitindo dobras e curvas do cabo que antes era impossível, podendo ser utilizada onde o acesso não era possível.

Obs: As montagens com termoresistências são feitas de maneira similar aos termopares quanto ao emprego de acessórios como cabeçotes, tubos e poços, bucins, niples, entre outros.

SENSORES DE TEMPERATURA DO TIPO BULBO DE RESISTÊNCIA

Os métodos de utilização de resistências para medição de temperatura iniciaram‑se ao redor de 1835, com Faraday, porém só houve condições de se elaborar as mesmas para utilização em processos industriais a partir de 1925.

Esses sensores adquiriram espaço nos processos industriais por suas condições de alta estabilidade mecânica e térmica, resistência à contaminação, baixo índice de desvio pelo envelhecimento e tempo de uso.

As termoresistências são sensores muito usados nos processos industriais e em laboratórios, por suas condições de alta estabilidade, repetibilidade, resistência à contaminação, pequeno drift em relação ao tempo, menor influência de ruídos e altíssima precisão de leitura. Como exemplo, temos: Industrias alimentícias, químicas, cervejarias, laboratórios, etc.

Por estas características, este sensor é padrão internacional para a medição na faixa de ‑259,3467°C a 961,78°C, segundo a ITS‑90.

Qual o conceito de termologia cite exemplos

Princípio de Funcionamento do Pt-100 de Platina

As termoresistências ou bulbos de resistência ou termómetros de resistência ou RTD são sensores que se baseiam no princípio de variação da resistência ôhmica em função da temperatura. Elas aumentam a resistência com o aumento da temperatura.

Seu elemento sensor consiste de uma resistência em forma de fio de platina de alta pureza, de níquel ou de cobre (menos usado) encapsulado num bulbo de cerâmica ou vidro.

Entre estes materiais, o mais utilizado é a platina, pois apresenta uma ampla escala de temperatura, uma alta resistividade permitindo assim uma maior sensibilidade, um alto coeficiente de variação de resistência com a temperatura, uma boa linearidade resistência x temperatura e também ter rigidez e dutibilidade para ser transformada em fios finos, além de ser obtida em forma puríssima. Padronizou‑se então a termoresistência de platina.

Equações da Pt100 de Platina

A equação matemática que rege a variação de resistência em função da temperatura chama‑se de equação Callendar‑Van Dusen e que está mostrada abaixo:

Para o range de ‑200 a 0°C:

Rt = RO.[1 + At + Bt2 + Ct3.(t‑100)]

Para o range de 0 a 850°C:

Rt = R0.[1 + At + Bt2]

onde:

Rt = resistência na temperatura t

R0 = resistência a 0°C

t = temperatura °C

A, B e C = coeficientes determinados pela calibração:

A = 3.90802.10-3 (°C-1)

B = ‑5,802. 10-7 (°C-2)

C = ‑4,27350. 10-12 (°C-4)

O número que expressa a variação da resistência em função da temperatura é chamado de alfa (α) e se relaciona da seguinte forma:

        R100 – R0

α =  ————— (Ω.Ω-1.°C-1)

        100 – R0

Onde:

R100 = resistência a 100°C

R0 = resistência a 0°C

Um valor típico de alfa para R100 = 138,50 Ω é de 3,850.10-3 Ω.Ω-1.°C-1, segundo a DIN‑IEC 751/85.

Observação: Existe um valor de alfa diferente do anterior que ainda hoje é usado nos USA e Japão, é conhecida como “Curva Americana” ou a antiga JIS 1604‑1981.

Nesta, o valor de R100 é 139,16Ω e portanto o alfa é 3,916. 10-3 Ω.Ω-1.°C-1.

Características Gerais da Tabela Pt100 Resistência e Temperatura

A termoresistência de platina é a mais usada industrialmente devido a sua grande estabilidade e precisão. Esta termoresistência tem sua curva padronizada conforme norma DIN‑IEC 751‑1985 e tem como características uma resistência de 100Ω a 0°C.

Convencionou‑se chamá‑la de Pt‑100, (fios de platina com 100Ω a 0°C).

Sua faixa de trabalho vai de ‑200 a 650°C, porém a ITS‑90 padronizou seu uso até 962°C aproximadamente.

Os limites de erros e outras características das termoresistências são referentes às normas DIN‑IEC 751 /1985.

Nota: A norma DIN‑IEC 751/85 é a unificação da DIN‑43760/80 com a IEC‑751/83, atendendo também a BS‑1904/84.

Limites de Temperatura da Tabela Pt100 Resistência e Temperatura

Montagem 1: -200°C a 0°C

Montagem 2: 0°C a +200°C

Montagem 3: 0°C a +300°C

Montagem 4: 0°C a +420°C

 a) Bulbo Pt-100 Cerâmico

Faixa de Temperatura: -200 °C a +600 °C

Faixa de Temperatura: 0 °C a +850 °C

b) Bulbo Pt-100 Filme (Platinum thin-film technology)

Faixa de Temperatura: -70 °C a +500 °C

Tipos de Montagens da Tabela Pt100 Resistência e Temperatura

Na montagem convencional com bainha preenchida, tem‑se o sensor montado em um tubo metálico com uma extremidade fechada e preenchido todo os espaços internos com óxido de magnésio, permitindo uma boa troca térmica e protegendo o sensor de choques mecânicos.

A ligação do bulbo é feita com fios de cobre, prata ou níquel isolado entre si; sendo a extremidade aberta, selada com resina epóxi, vedando o sensor do ambiente em que vai atuar.

Ainda assim neste tipo de montagem, a termoresistência não apresenta muita resistência mecânica e não dispõe de condições para efetuar curvas, bem como tem limitações relativas ao diâmetro externo e comprimento total.

Para suprir esse problema dimensional, foi desenvolvida a termoresistência isolação mineral, na qual o bulbo sensor é interligado a um cabo isolação mineral com fios de cobre comuns. Este tipo de montagem permite a redução do diâmetro, não limita o comprimento, apresenta rápida velocidade de resposta e dá uma maior flexibilidade permitindo dobras e curvas do cabo que antes era impossível, podendo ser utilizada onde o acesso não era possível.

Obs.: As montagens com termoresistências são feitas de maneira similar aos termopares quanto ao emprego de acessórios como cabeçotes, tubos e poços, bucins, niples, entre outros.

Princípio de Medição a 2, 3 e 4 Fios da Tabela Pt100 Resistência e Temperatura

Existem normalmente dois instrumentos principais para determinar a resistência ôhmica das termoresistências, que são pontes de medição (Ponte de Wheatstone) e os eletrônicos.

O circuito em ponte é bastante utilizado em laboratórios, devido a sua alta precisão e em alguns sistemas industriais.

Ligação à 2 Fios: Não Recomendada.

Ligação à 3 Fios: A mais utilizada.

Ligação à 4 Fios: Usado em laboratórios de calibração e muito pouco usada em ambiente industrial

Definição de Temperatura

A definição de qualquer grandeza deve começar pela definição de grandezas iguais. Após as noções que acabamos de dar é desejável, em primeiro lugar, precisar as condições em que dois corpos terão a mesma temperatura, ou ainda, estarão em equilíbrio térmico.

A observação corrente mostra que, estando um corpo “Quente” e um “Frio” em presença um do outro (em íntimo contato), o primeiro se resfria e o segundo se aquece, ou ainda, que a diferença de temperatura entre os dois corpos diminui com o tempo, como se houvesse tendência para a equalização das temperaturas.

Podemos afirmar que a “temperatura de um sistema é o ponto onde se determina se um sistema está ou não em equilíbrio térmico com outros sistemas”.

Assim, a temperatura de todos os sistemas em equilíbrio térmico pode ser representada por um número estabelecido em uma escala empírica de temperatura.

Baseados neste princípio são construídos os sensores, os quais, em equilíbrio térmico com o meio ou com o corpo que se quer medir, fornecem a indicação da temperatura.

A importância da teoria e dos conceitos

Conceitos, definições, norma ou boas práticas de engenharia que são importantes para que possamos ter o perfeito entendimento e aplicar na prática.

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Termopares são fios metálicos de materiais diferentes que quando soldados e aquecidos neste ponto, observa-se uma carga em milivolts que se apresenta de modo proporcional a temperatura, e assim são elementos que se assemelham a termo pilhas.

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Prática e Conceitos básicos – A importância para aprender qual o conceito de termologia cite exemplos

Como objetivo deste trabalho, discutiremos algumas razões pelas quais a prática é importante para dominar as habilidades, porém sem uma base teórica e baseada principalmente em fundamentos tudo isso fica impossível de se realizar.

Em primeiro lugar, a única maneira de realmente aprender uma habilidade é realmente fazendo o que você terá que fazer no mundo real. Trabalhar na área de manutenção, instrumentação ou engenharia de processo é acima de tudo a melhor opção para ter um aprendizado que se deseja.

Em segundo lugar, sem uma base teórica ou conhecimento de normas e conceitos básicos por mais que dedicamos horas em prática nunca teremos a real sensação do conhecimento pleno. Existem, no entanto, algumas pessoas que irão discordar, mas garanto por minha experiência que a prática sem a teoria não é possível prosperar na profissão.

Em terceiro lugar, e mais importante aprender a ler e interpretar normas. Quando na escola não aprendemos nada sobre normas portanto precisamos nos reorganizar em relação a isso.

Em quarto lugar, e mais importante, é dito que as pessoas tendem a se lembrar de apenas 10 a 20% do que lêem ou ouvem. Além disso, esse número sobe para até 90% quando você coloca a teoria em prática. Em conclusão, seguir a explicação com prática é a chave para dominar uma habilidade.

Alguns pontos sobre a Prática e Conceitos básicos – Qual o conceito de termologia cite exemplos

Na minha vida profissional em convivência com as pessoas sempre ouvi “Gosto de sua companhia porque ele sempre conta histórias interessantes”. Contar histórias é um dos pontos mais importantes ao aprendizado, tanto para quem ensina quanto para quem as ouve.

O entendimento à termometria e termologia é fundamental a nossa vida profissional. Este aprendizado pode me levar a uma promoção na empresa que trabalho, por exemplo.

Eu na minha vida aprendi a ler normas, o máximo que pude. Como resultado, quando me deparo com algum problema na vida prática a solução vem de maneira natural com os conhecimentos que consegui adquirir com essa leitura.

Existem, no entanto, outras formas de aprendizado, mas nada se compara ao resultado final que temos quando temos o conhecimento de normas e boas práticas de engenharia na instalação de sensores de temperatura.

Um local onde reúno a teoria de que precisamos – Qual o conceito de termologia cite exemplos

Um conteúdo inédito tanto nos portais temperatura ou termopares quanto nas literaturas disponíveis em nossa loja Curso Termometria. Portanto, uma coleção de livros que são fundamentais ao aprendizado, pois complementa o conhecimento de quem possui a prática e possibilita a reunião dos assuntos mais importantes que não podem faltar aos que trabalham ou querem trabalhar na área de manutenção e instrumentação industrial.

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Um livro criado baseado na experiência do autor, que nas horas vagas começou a reunir o seu conhecimento através da escrita e vídeos. Em outras palavras, um conteúdo inédito e importante para sua vida profissional.

Muitos não gostam de estudar normas. No entanto, essa obra bem como os vídeos com certeza despertará seu interesse no aprendizado.

Aos finais de semana e a noite eu gostava de escrever e estudar sobre termometria. Por exemplo, ler muitas normas e passei a estudá-las com base na minha experiência profissional.

Existem muitas razões para realizar este trabalho mas nunca foi por dinheiro. Acima de tudo, eu queria realizar um verdadeiro legado de minha vida profissional.

Uma auto motivação todos os dias… Qual o conceito de termologia cite exemplos

Sempre era assim: “Hoje, vou escrever um post”. Além disso, passei horas gravando vídeo-aulas em meus momentos de descanço.

Vou começar dizendo que o sonho existia mas a quantidade de trabalho a ser realizado sozinho era muito grande, desafiador. Depois disso tudo, vou dizer por que eu hoje sou uma pessoa realizada, não financeiramente mas sim profissionalmente. Mas nunca é tarde para atingir todos os objetivos e realizações.

Eu me esforcei muito para entreter os visitantes do sites e do Canal no YouTube. Da mesma forma, coloquei todo o meu coração e alma para preparar o conteúdo que tenho disponível hoje..

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