Sensação térmica e Medida de temperatura Por: Natalia Cristina

É comum em dias frios termos a sensação de que a maçaneta da porta, feita de metal, está mais fria do que a própria porta ou que o piso de cerâmica está mais frio que o piso de madeira. Será que essas diferenças, proporcionadas pelo tato, indicam, por exemplo, que a maçaneta de metal está a uma temperatura inferior à madeira que compõem a porta? Descubra nesta atividade a diferença entre a sensação térmica proporcionada pelo tato e a medida de temperatura realizada por termômetros.

Materiais Necessários

  • Dois cilindros de mesmo volume, um de madeira outr
  • Toalhas de papel;
  • Termômetro;
  • Relógio;

Fase 1 - Comparando sensação térmica e medida de temperatura

Embrulhe cada um dos cilindros, sem tocá-los. Insira o termômetro no interior dos cilindros e meça a temperatura apresentada por cada um, anote essas medidas. Em seguida, retire o papel, toque com as mãos cada cilindro e compare a sensação térmica proporcionada pelo tato no contato com cada cilindro com a temperatura indicada pelo termômetro: as informações provenientes do tato e do termômetro são coerentes entre si?

Fase 2 - É possível variar a temperatura do cilindro de alumínio, fornecendo calor de suas mãos para ele?

Pegue o cilindro de alumínio, segure-o com uma das mãos e insira o bulbo do termômetro no interior do cilindro; observe, atentamente, as marcações do termômetro durante um intervalo de tempo de 4 minutos. Há alguma variação na temperatura medida pelo termômetro e na sensação térmica proporcionada pelo tato?

Fase 3 - É possível variar a temperatura do cilindro de madeira, fornecendo calor de suas mãos para ele?

Para o cilindro de madeira, repita o procedimento anterior. Compare os resultados obtidos e tente interpretar as diferenças que foram observadas durante a interação de suas mãos com cada um dos cilindros.

Fase 4 - Registro do experimento

Assista ao vídeo do experimento, e observe o comportamento do termômetro nas diferentes situações. Tente explicar esse comportamento.

Fase 5 - O que acontece

 

A pele do nosso corpo é o maior órgão que temos e, por isso, é uma fonte muito importante de informações. As sensações que identificamos através da pele são inúmeras: dor, pressão, calor, frio, etc. As sensações relacionadas ao frio ou ao calor são ditas sensações térmicas. Quando tocamos em cilindros que estão a uma temperatura inferior à temperatura de nossa pele, acionamos nossos sensores fisiológicos que detectam a intensidade da perda de calor da pele para o cilindro. Cilindros de alumínio e madeira proporcionam sensações diferentes devido à condutividade térmica desses dois materiais. Depois que a pele da palma da mão transfere calor para a camada mais superficial do cilindro que estamos segurando, o calor transferido da pele para o cilindro precisa ser conduzido às camadas mais internas desse objeto. Se isso ocorre com dificuldade, como acontece no caso do cilindro de madeira, a camada do material em contato com nossa pele tende a atingir uma temperatura igual à da pele, o que interrompe a transmissão de energia por calor. Caso contrário, a camada do material em contato com a pele continua com temperatura inferior a essa, o que possibilita a transmissão de energia por calor. Quanto mais intenso é o fluxo de energia por meio do calor, maior será a sensação de que o cilindro que tocamos está “frio”. Uma evidência de que a condutividade térmica do alumínio é maior do que a da madeira é proporcionada pelo comportamento do termômetro inserido no meio dos cilindros nos passos 2 e 3. No caso do alumínio, o calor é conduzido desde a camada mais externa do cilindro, em contato direto com a palma da mão, até a camada mais interna e em contato com o termômetro. No caso da madeira, a condução é realizada com maior dificuldade e, por isso, observamos pouca mudança na temperatura indicada pelo termômetro no período em que permanecemos segurando o cilindro com a mão. Cabe notar que enquanto a temperatura é uma grandeza física objetiva, ou seja, que pode ser medida e comparada por distintos instrumentos, a sensação térmica é apenas algo subjetivo. A sensação térmica é influenciada por um enorme conjunto de fatores, alguns objetivos como a velocidade do vento, a condutividade térmica de certos materiais e por outros tantos fatores subjetivos, como as distintas sensibilidades dos seres humanos às variações de temperatura. Portanto, a sensação térmica não pode ser denominada uma grandeza física objetiva, entretanto, o seu conceito continua sendo de fundamental importância, pois o que os termômetros marcam em um ambiente pode ser muito diferente do que os seres humanos sentem no mesmo.

 

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