BC1707- Mtodos Experimentais em Engenharia

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Exerccios: Experimento #5

Calibrao de Termmetro

Edio: 1 Quadrimestre 2015

1- Os termistores so sensores de temperatura produzidos a partir de filmes finos semicondutores. Nestes sistemas possvel verificar a variao da temperatura (T) como funo dos valores de resistncia eltrica (R) do termistor. a relao entre estas duas grandezas pode ser expressa pela equao (1).

R = .exp(b/T) , (1)

onde = 0,06 e b = 4500 K. a) A partir da expresso (1) complete a Tabela 1; b) Construa um grfico com os dados calculados; c) Avalie as incertezas associadas utilizao de termistores como medidores

de temperatura.

Tabela 1. Relao entre valores de temperatura e resistncia do termistor

T (C) T (K) R () 20 293

40 313

60 333

80 353

100 373

150 423

250 523

2- As tabelas 2 e 3 apresentam os dados experimentais coletados para a calibrao de

um termmetro constitudo por um capilar de vidro preenchido com mercrio. A

tabela 2 apresenta valores de altura da coluna de mercrio para dois pontos fixos:

ponto triplo e ponto de ebulio da gua pura. A tabela 3 apresenta um conjunto de

pontos obtidos a partir da comparao dos valores de temperatura lidos com o

termmetro sendo calibrado (Tk) e com um termmetro padro (Tc). A partir dos

dados apresentados, determine a escala do termmetro sendo calibrado, bem como o

fator de correo e sua incerteza.

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Tabela 2 Dados coletados com termmetro sem escala.

Ponto Altura (mm)

gua + gelo 0,0 0,5

gua fervente 100,0 0,5

Tabela 3 Dados para calibrao do termmetro.

Tc (oC) Tk (oC)

32,0 0,5 36,0 0,5

50,0 0,5 53,0 0,5

60,0 0,5 64,0 0,5

70,0 0,5 73,0 0,5

84,0 0,5 87,0 0,5

3- O termmetro calibrado a partir dos dados do exerccio anterior foi utilizado para

medir a temperatura ambiente do laboratrio 706 da UFABC e a temperatura de

ebulio do lcool etlico puro. A tabela 4 a seguir apresenta os valores obtidos (Tk).

Determine as temperaturas corrigidas empregando o fator de correo determinado

no exerccio anterior, com suas respectivas incertezas. Determine tambm os

respectivos erros normalizados (entre os valores de temperatura corrigidos e os

valores nominais).

Apresente uma anlise crtica sobre os valores de Tcorrigido e dos erros normalizados.

Tabela 4 - Valores de temperaturas obtidas com o termmetro calibrado no exerccio 2.

Pontos Tk (oC) b (Tk) Tcorrigido

(oC)

Erro

Normalizado

T ambiente 24,3 oC

28,0 0,5

Ebulio lcool etlico puro 78,5 oC

88,0 0,5

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4- No experimento sobre calibrao de termmetro, um grupo de alunos escolheu como valores de referncia: Tmin = 20oJ (temperatura de fuso da gua) e Tmax= 500oJ (temperatura de ebulio da gua), estabelecendo a nova escala graus J de temperatura. Tambm mediram 93mm como a distncia entre as marcas M1 e M2, correspondentes aos dois valores de referncia, na fita aderida ao termmetro de mercrio sem escala.

Para calibrar o termmetro sem escala, utilizando como instrumento padro um termmetro a lcool graduado na escala Celsius, os alunos tiveram que estabelecer a converso entre as escalas oJ e oC, antes de obter os desvios bK = TC TJC, sendo TJC os valores da escala oJ, convertidos para a escala oC, e TC as medidas feitas com o termmetro padro.

Pede-se:

a) Determine a expresso para converso da escala graus J para graus Celsius.

b) Determine a escala termomtrica oJ/mm.

c) Preencha a Tabela 4, a partir de duas das medidas realizadas pelos alunos. Indique claramente os clculos realizados.

d) A partir dos dois valores obtidos para bK, determine a funo linear:

b(T) = y1 + y2.T , que representa o fator de correo a ser aplicado num valor TJC qualquer, a partir do termmetro que est sendo calibrado. Escreva os coeficientes y1 e y2 com trs algarismos significativos.

Tabela 5- Medidas de temperatura

H (altura do mercrio,

a partir de M1) (mm)

TC (oC) TJ (

oJ) TJC (oC) bK = TC TJC (

oC)

45 44

55 56