Instrumentos para medição de temperatura

Para auxiliar no estudo do clima e outros fenômenos, os cientistas usam termômetros para medir a temperatura. Os termômetros vêm em vários tipos diferentes, incluindo líquido em vidro, resistência e radiação infravermelha. Cada tipo oferece diferentes vantagens como custo, velocidade, precisão e faixa de temperatura.

O termômetro de líquido em vidro é um dos instrumentos mais comuns usados ​​hoje para medir a temperatura. Como o nome sugere, o instrumento consiste em um bulbo de vidro contendo um líquido especial. No topo do bulbo está uma haste com uma escala marcada para medir a temperatura. Os líquidos escolhidos para termômetros se expandem e se contraem significativamente em resposta às mudanças de temperatura, então eles indicam a temperatura como uma posição na escala da haste. Por muitos anos, o mercúrio foi um líquido comumente usado para medir a temperatura, embora para segurança razões pelas quais os fabricantes de termômetros o eliminaram em favor do álcool e de outras substâncias com menor toxicidade. Daniel Gabriel Fahrenheit inventou o termômetro de mercúrio em vidro, que cobre a faixa de temperatura de menos 38 a 356 graus Celsius (menos 36,4 a 672,8 graus Fahrenheit).

À medida que as correntes elétricas fluem através dos fios, elas se dispersam umas nas outras e nos limites dos fios. Esse é um fenômeno conhecido como resistência elétrica e seu valor está relacionado à temperatura. Os termômetros de resistência normalmente usam fio de platina, uma vez que não corrói nem reage com o ar em uma ampla faixa de temperaturas. O fio é normalmente enrolado em uma bobina e colocado dentro de um tubo de cerâmica. Os termômetros de resistência têm uma resolução muito maior do que o tipo líquido em vidro e podem medir mudanças até um milésimo de grau.

O termômetro de gás de volume constante consiste em um recipiente com uma quantidade fixa de gás em seu interior. O termômetro trabalha com o princípio de que as mudanças na pressão do gás são proporcionais às mudanças na temperatura do gás. Um sensor de pressão dentro do recipiente detecta a pressão e os eletrônicos de calibração convertem esse valor em uma medição de temperatura. Termômetros de volume constante normalmente usam ar como gás para medições feitas perto da temperatura ambiente. Se as medições exigem temperaturas muito baixas, o hélio é usado, pois tem um ponto de ebulição próximo ao zero absoluto.

Todos os objetos emitem radiação infravermelha com uma intensidade aproximadamente proporcional à sua temperatura. Os termômetros de radiação consistem em uma série de ópticas que focalizam a luz infravermelha em um detector eletrônico especial. O detector é normalmente um semicondutor como o silício, que produz uma corrente elétrica proporcional à intensidade da radiação infravermelha. O dispositivo calcula a temperatura eletronicamente. Uma vantagem chave dos termômetros de radiação é o potencial de medir a temperatura de um objeto à distância. Eles também podem medir temperaturas mais rapidamente do que por outros métodos. Alguns termômetros infravermelhos têm uma mira a laser, para apontar o dispositivo com precisão para objetos específicos.