A invenção do termômetro é geralmente atribuída a Galileu Galilei, que em 1592 usou um tubo invertido, cheio de ar e água, no qual a elevação de temperatura exterior produzia dilatação do ar e a consequente alteração do nível da água.
Termômetro é todo instrumento capaz de medir a temperatura dos sistemas físicos. Os tipos mais comuns de termômetros são os que se baseiam na dilatação do mercúrio. Outros determinam o intervalo de temperatura mediante o aumento da pressão de um gás ou pela curvatura de uma lâmina bimetálica. Alguns empregam efeitos elétricos, traduzidos pelo aparecimento de correntes elétricas quando o ponto de solda de dois metais diferentes é aquecido.
A variação da resistência elétrica de alguns condutores resulta da mudança de temperatura. Outros, ainda, baseiam-se em efeitos ópticos, como a comparação de brilho de um filamento, observado através de um filtro, com o brilho da imagem do objeto cuja temperatura se deseja obter.
História
Assim como o termômetro de Galileu, muitos outros construídos ainda no século XVII eram de pouca confiabilidade, pois diversas causas, particularmente a pressão atmosférica, intervinham na medição. O primeiro a superar essas dificuldades foi, no início do século XVIII, Daniel Gabriel Fahrenheit, que fabricou um termômetro por dilatação de mercúrio e com isso estabeleceu os princípios da termometria. A técnica que adotou para construir seu termômetro é a mesma empregada até hoje e representou o primeiro passo para o estudo científico do calor.
O termômetro de Fahrenheit adotava como referências a temperatura de ebulição da água, a que atribuiu o valor arbitrário de 212º, e a de uma mistura de água, gelo, sal e amônia, à qual atribuiu o valor de zero graus. A criação dessa escala arbitrária causou uma série de dúvidas. Na mesma época, René-Antoine Ferchault de Réaumur inventou uma escala em que atribuiu o valor zero à temperatura de fusão do gelo e o estipulou em 80º a da ebulição da água. A primeira escala centígrada foi criada pelo pesquisador sueco Anders Celsius em 1742. Celsius usou 0º para a temperatura de ebulição da água e fixou em 100º a temperatura de fusão do gelo. Os dois extremos foram mais tarde invertidos e, dessa maneira, a escala centígrada foi amplamente usada.
Com o aperfeiçoamento dos instrumentos de medida e a formulação das teorias termodinâmicas, descobriu-se um meio de calcular a menor temperatura possível, correspondente a um estado em que as moléculas de gás permanecem imóveis. O valor dessa temperatura, denominada por Lord Kelvin “zero absoluto”, foi fixado em -273º C. Kelvin propôs uma nova escala que adota as divisões da escala Celsius, mas deslocando o zero para designar o zero absoluto. Assim, a fusão do gelo passou a ter o valor de 273 K (Kelvin), enquanto fixava-se a ebulição da água em 373 K.
Tipos de termômetro
Os termômetros a líquido, baseados da propriedade de dilatação dos corpos, são os mais empregados pela facilidade de seu manejo. O de mercúrio é o mais comum de todos, que consiste basicamente num bulbo cheio de mercúrio ligado a um tubo capilar, ambos contidos num recipiente de vidro de forma tubular e graduado. Ao dilatar-se, o mercúrio sobe pelo capilar.
Para aferir rudimentarmente esse tipo de termômetro, mergulha-se o bulbo numa mistura de água e gelo e marca-se o zero onde a coluna estacionar. Mergulha-se depois o instrumento na água em ebulição e faz-se nova marca. Em seguida, divide-se o espaço em cem partes iguais, que passam a representar um intervalo de temperatura igual a um grau Celsius (um grau centesimal ou C).
Máximas e mínimas
Nos postos de observação e controle, empregam-se termômetros especiais, que indicam as temperaturas mais elevada e mais baixa registradas num determinado espaço de tempo. Isso se consegue mediante o emprego de um tubo capilar em forma de U, com um bulbo em cada extremidade. O tubo contém mercúrio na parte central e álcool nos bulbos, que ficam parcialmente cheios. Em seu interior existem dois índices de ferro, que podem deslizar quando impelidos pelo mercúrio, mas que não caem por ação do próprio peso.
Quando a temperatura se eleva, o mercúrio sobe num dos tubos, empurrando o respectivo índice, que não retorna quando o mercúrio se contrai. Quando a temperatura baixa, o mercúrio e o álcool se contraem, enquanto o outro índice recua até uma posição da qual não volta mais. Para recolocar os índices em contato com o mercúrio, basta empregar um pequeno ímã, que ao atrair o ferro, leva-o à posição desejada.
Pirômetros
Para medir temperaturas muito elevadas, empregam-se os pirômetros. O pirômetro óptico consta de uma luneta dotada de filtro (geralmente vermelho), no interior da qual há uma lâmpada de filamento de tungstênio. Dirigindo-se a luneta para o objeto que se encontra a temperatura elevada e, portanto, emitindo luz, sua imagem, com a lâmpada apagada, aparece brilhante e salientando o filamento negro.
Acendendo-se a lâmpada, cujo brilho pode ser controlado por um potenciômetro calibrado segundo uma escala termométrica, pode-se fazer com que a silhueta do filamento desapareça, ou seja, com que ele emita uma luz com distribuição espectral igual à da luz emitida pelo objeto.
Termômetros metálicos
Os mais conhecidos termômetros metálicos baseiam-se nos fenômenos de dilatação e termoeletricidade. Os do primeiro tipo podem ser construídos de modo semelhante aos termômetros a líquido: uma barra, retilínea ou não, ao dilatar-se, move um ponteiro registrador.
Os mais usados e precisos termômetros desse tipo exploram a diferença de dilatabilidade entre materiais como prata e platina, ferro e cobre etc. Para isso, constroem-se lâminas bimetálicas de forma espiralada que se curvam conforme aumente ou diminua a temperatura. Nesse movimento, a lâmina arrasta, em sua extremidade, um ponteiro que percorre uma escala graduada ou registra graficamente a variação de temperatura num papel em movimento. Nesse último caso, tem-se um termógrafo.
Por: Gilmar Lima
