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Pr´tica 4 a Medi¸˜es de temperatura - lei de co resfriamento de Newton
Introdu¸˜o
ca
Lei de resfriamento de Newton[7–11]
A lei de resfriamento de Newton tem sido empregada nos mais variados contextos da f´ ısica aplicada, tais como em pesquisas sobre fus˜o nuclear ` temperatura ambiente, na a a ciˆncia dos materiais, na supercondutividade de altas temperaturas e mesmo na f´ e ısica atmosf´rica. Esta lei pode ser utilizada para medir a capacidade t´rmica de sistemas e e calorim´tricos, determinar a perda de calor para as vizinhan¸as durante a realiza¸˜o exe c ca perimental etc.
A primeira proposta da lei de resfriamento por convec¸ao de corpos quentes deve-se c˜ a Isaac Newton em sua apresenta¸˜o na Royal Society em 29 de maio de 1701. Esta lei ca havia sido publicada anonimamente na revista Philosophical Transaction [12].
A lei de resfriamento de Newton estabelece que ao menos para pequenos valores do excesso de temperatura de um corpo relativo a sua vizinhan¸a, a taxa de resfriamento do
`
c corpo quente ´ proporcional a varia¸˜o de temperatura ∆Θ, ou seja, e ` ca ∆Θ d(∆Θ) =− dt τ

(P4.1)

cuja solu¸ao ´: c˜ e
∆Θ = ∆Θ(0) exp −

t τ (P4.2)

onde ∆Θ = (Θ − Θa ), ∆Θ(0) = (Θ0 − Θa ), sendo Θ a temperatura em um certo instante de tempo, Θa a temperatura ambiente e Θ0 a temperatura inicial (quando t=0).
A equa¸ao P4.2 mostra que a temperatura do corpo decresce exponencialmente at´ a c˜ e

64 temperatura da sua vizinhan¸a com um tempo caracter´ c ıstico (τ ), conhecido como constante de resfriamento. Esta constante depende de v´rios fatores, entre os quais da caa pacidade t´rmica do corpo, da area de contato e dos mecanismos de transferˆncia de e ´ e calor.

Medi¸˜es de temperatura: sensores co Para medir a temperatura ´ habitual utilizarmos sistemas f´ e ısicos (sensores) em que pelo menos uma de suas propriedades (press˜o, volume, resistˆncia el´trica) varie com a e e a temperatura a uma