Como funciona um termômetro?

No dia seguinte, a aula foi sobre o funcionamento de um termômetro. E Rex foi pra casa ainda mais animado. Chegou logo dizendo pra Diná e pro Zíper: "Vocês sabiam que para saber como funciona o termômetro precisamos entender um pouquinho sobre trocas de calor? Querem apostar como isso não é nada difícil?!"

Ele falou que, como já havia explicado no dia anterior, todo corpo (objetos ou pessoas) é feito de moléculas que se agitam, e que uma medida do grau de agitação de suas moléculas -- ou seja, o quanto elas se agitam -- é a sua temperatura. E aí lançou o desafio: "Mas o que será que acontece quando dois corpos com temperaturas diferentes estão em contato um com o outro?" E antes que os amigos pudessem responder, veio com a sua idéia da festa:

"Imaginem uma festa em que há uma galera muito agitada, muito animada, dançando muito, com muita empolgação. Imaginem também outra festa, ao lado dessa, em que esteja meio desanimada, com pouca empolgação. Imaginaram? Bom, é claro que a galera do rebuliço não vai deixar aquela turminha desanimada assim e vai tentar animá-la! Logo, as pessoas que tinham maior agitação doam um pouco da sua 'energia' para agitar o outro pessoal! Assim, a turma que antes era quietinha fica mais agitada, e a que antes era a mais esperta fica um pouco mais devagar, mas as duas ficam com a mesma agitação para curtir a festa numa boa! Captaram?"

Zíper e Diná tinham adorado o exemplo e continuaram prestando atenção no amigo que ainda tinha mais para falar: "O que acontece com os objetos com temperaturas diferentes é algo parecido! O que tem maior temperatura transfere parte da sua energia térmica para o que está com menor temperatura. Aí, a temperatura do corpo mais quente diminui e a do corpo mais frio aumenta. No fim, os dois corpos ficam com temperaturas iguais! A energia térmica em trânsito, isto é, que passa de um pro outro, é chamada de calor, e o momento em que os dois corpos em contato estão com temperaturas iguais se chama equilíbrio térmico."

Diná, que estava um ano na frente no colégio, completou: "Guarde que quando um objeto é muito maior do que outro, o grande é chamado de 'reservatório térmico'. Nesse caso, quando eles ficam em contato e entram em equilíbrio, a temperatura do maior quase não muda e a temperatura do menor fica igual à do maior." "Boa, Diná!", disse o Rex. E ela emendou: "Mas continue, quero saber sobre o termômetro."

"Então", disse o dinossauro, "quando colocamos o termômetro em contato com a nossa pele, o termômetro tenta entrar em equilíbrio térmico com o nosso corpo. O nosso corpo não irá diminuir sua temperatura, mesmo doando energia para o termômetro, pois, nesse caso, ele funciona como reservatório térmico. Além disso, o professor disse que temos muitos mecanismos orgânicos que não permitem que a temperatura do nosso corpo mude. Por isso, depois de alguns minutos, o termômetro terá a mesma temperatura que o nosso corpo.".

"O líquido prateado no termômetro é o mercúrio", continuou Rex. "Ele se expande facilmente com pequenas variações de temperatura. Como o tubo que mostra a temperatura é muito fininho, mesmo um pequeno aumento do volume da bolinha de mercúrio que fica na ponta do termômetro faz ele subir bastante no tubinho. Então, quanto maior for a temperatura do termômetro, maior será a expansão desse líquido. As marcações no tubinho são feitas de modo a marcar uma temperatura correspondente à nossa no visor. E é só!"

"Valeu, Rex!", disse Diná. E Zíper completou: "Sei não, mas acho que alguém aí quando crescer vai ser físico!"

Ciência Hoje das Crianças 146, maio 2004
Patrícia Eugênio de Souza,
Departamento de Física,
Universidade Federal do Espírito Santo.