Quando você está com febre e mede a temperatura com um termômetro, qual é aproximadamente o tempo de relaxamento?
Passo 1
Vamos lá! O enunciado pergunta: “Quando você está com febre e mede a temperatura com um termômetro, qual é aproximadamente o tempo de relaxamento?” Isso está ligado ao conteúdo de transferência de calor e equilíbrio térmico. Para resolver, vamos precisar entender como a temperatura do termômetro se ajusta à temperatura do corpo humano.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o tempo de relaxamento. Esse termo se refere ao tempo que leva para um sistema (neste caso, o termômetro) alcançar o equilíbrio térmico com outro sistema (seu corpo). Ou seja, é o tempo que o termômetro leva para parar de mudar de temperatura e refletir a temperatura real do seu corpo.
Passo 3
Para estimar esse tempo, precisamos considerar alguns fatores, como a capacidade térmica do termômetro e a taxa de transferência de calor entre o termômetro e o corpo. A capacidade térmica (
) é a quantidade de calor necessária para mudar a temperatura do termômetro, e a taxa de transferência de calor (
) depende de como o calor flui entre os dois sistemas.
Passo 4
A equação que relaciona esses conceitos é a da constante de tempo (
) em sistemas térmicos:
Onde:
-
é a capacidade térmica do termômetro. -
é o coeficiente de transferência de calor. -
é a área de contato entre o termômetro e a pele.
Passo 5
Na prática, termômetros comuns têm tempos de resposta variados. Termômetros digitais geralmente levam cerca de 30 segundos a 1 minuto para estabilizar a temperatura, enquanto termômetros de mercúrio podem levar de 1 a 3 minutos. Esses tempos são resultantes das propriedades físicas dos materiais e do design do termômetro que facilitam a transferência de calor eficiente.
Resposta
O tempo de relaxamento para um termômetro medir a temperatura corporal durante uma febre é aproximadamente de 30 segundos a 3 minutos, dependendo do tipo de termômetro utilizado.