quinta-feira, 6 de outubro de 2011

O termómetro e a constante de Boltzmann

Para os físicos, uma medição de temperatura é mais do que ler uma coluna de mercúrio, ou de álcool. A unidade absoluta de temperatura é o kelvin e foi definida como sendo 1/273,16 da diferença entre o zero absoluto e o ponto triplo da água — que corresponde ao par de pressão/temperatura em que as fases sólida, líquida e gasosa coexistem. Um kelvin corresponde ao incremento de um grau na escala Celsius.

O conceito de temperatura corresponde a uma medida da energia cinética média das partículas de um determinado corpo. A temperatura pode ser medida utilizando termómetros vulgares, que se baseiam na expansão térmica de um líquido.


No entanto, físicos inventaram um dispositivo electrónico capaz de medir a temperatura de um corpo. Esta medida utiliza uma relação interessante entre a temperatura de um corpo e uma constante universal — a constante de Boltzmann, valor relacionado à energia cinética das partículas.

O dispositivo baseia-se no facto de que numa matriz de junções do tipo móvel — camadas finas de isolantes, prensadas entre eléctrodos — a variação da condutância eléctrica é directamente proporcional ao produto da constante de Boltzmann pela temperatura.

Embora este tipo de termometria baseada no bloqueio de cargas eléctricas já apareça em alguns dispositivos específicos, as flutuações nas propriedades electrónicas tornavam as versões existentes pouco confiáveis a temperaturas muito baixas.

O termómetro criado por cientistas da Universidade de Tecnologia de Helsínquia funciona até 150 milikelvins. Físicos finlandeses acreditam que se poderá massificar a produção deste tipo de termómetros muito em breve.

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