II – INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL
Prof. Eduardo Calsan
Tecnologia em
Polímeros
II – Medição de Temperatura
Introdução:
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.
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II – Medição de Temperatura
Características da 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.
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II – Medição de Temperatura
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 1.968 (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.
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II – Medição de Temperatura
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 630,74ºC 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.
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II – Medição de Temperatura
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.
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II – Medição de Temperatura
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: Exprimir 200ºC nas demais escalas de temperatura.
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II – Simbologia de Instrumentação
Referências:
1- COSTA, Augusto Diniz da. Instrumentação. Vol. 1. São Bernardo do Campo:
Editora da ETE Lauro Gomes, 1.995.
2- Cursos Piping. Instrumentação Elétrica e Pneumática. Santo André, 1.996.
3- THOMAZINE, Daniel & ALBUQUERQUE, Pedro Urbano Braga de. Sensores
industriais. Fundamentos e aplicações. 7. ed.. São Paulo: Editora Érica, 2.010.
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