( 0,5 pontos) Um termopar submetido a uma temperatura T 1 , é conectado a um voltímetro, que mede uma diferença de potencial de 5 mV . O voltímetro se encontra a uma temperatura ambiente
. Considere que o termopar possui uma resposta linear de 60 microvolts por
. A temperatura Tl , medida pelo termopar, é de aproximadamente:
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede a temperatura medida pelo termopar
:
- A diferença de potencial medida pelo voltímetro é
. - A temperatura do voltímetro (temperatura ambiente / junção de referência) é
. - A resposta linear do termopar (sensibilidade) é
. - O que se pede: encontrar
(a temperatura do foco do termopar) aproximadamente, e escolher a alternativa correta entre as dadas.
Passo 2
Entendendo o princípio usado: um termopar gera uma tensão proporcional à diferença de temperatura entre a junção quente (onde está a medida,
) e a junção de referência/ambiente (onde está o voltímetro,
). Como a resposta é linear, a relação é
onde:
-
é a tensão gerada (em ou ), -
é a sensibilidade do termopar (em ), -
é a diferença de temperatura entre a junção quente e a referência (em ).
Explicando de forma simples: se o termopar responde
para cada grau Celsius de diferença, para saber quantos graus existem entre
e
basta dividir a tensão medida por
. Depois somamos essa diferença a
para obter
.
Passo 3
Converter unidades para ficarem consistentes:
- A tensão medida é
. Em microvolts isso é
- A sensibilidade é
. - A temperatura de referência é
.
Passo 4
Calcular a diferença de temperatura
usando
. Em forma matemática:
Simplificando a fração:
Comentário: os
cancelam, sobrando graus Celsius, que é o que queremos.
Passo 5
Agora obtenho
somando a diferença
à temperatura de referência
:
Em valor aproximado:
Passo 6
Arredondando para o valor prático pedido pelas alternativas,
. Isso corresponde à alternativa (d).
Resposta
(d)