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Higrômetro de Daniell

Descrição

Em 1820 foi reportada a invenção do Higrômetro de Daniell pelo químico e meteorologista britânico, John Frederic Daniell [1]. Este instrumento científico foi desenvolvido para medir a umidade relativa do ar, por meio da determinação do "ponto de orvalho", isto é, a temperatura à qual o ar deve ser resfriado, a pressão constante, para que o vapor d’água atinja a saturação e inicie o processo de condensação.

Este exemplar é remanescente da fundação do Laboratório de Física da UFPA, inaugurado na primeira metade da década de 1970. Este item fez parte do conjunto de equipamentos obtidos pelo convênio entre o Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), pelo lado brasileiro, e a agência de fomento alemã, KernForschungsAnlage (KFA), pelo lado da antiga República Democrática Alemã. [2]

[1] Higrômetro de Daniell. Museu Virtual de Ensino de Física. Universidade Federal Ouro Preto (UFOP).
[2] Gênese do Laboratório de Física da Universidade Federal do Pará. Luís Carlos Bassalo Crispino e Victor Façanha Serra. Revista Brasileira de Ensino de Física, vol. 40, nº 4, 2018.

Informações técnicas

Fabricante: KernForschungsAnlage (KFA) 

Dimensões: 20 cm x 12 cm x 27 cm

Um equipamento semelhante a este do AMF foi identificado no manual (fornecido pela KFA) "An experimental Course in Physics - Part A (Mechanics, Acoustics, Thermodynamics and Optics) - 1972", [Curso de Física - Parte A (Mecânica, Acústica, Termodinâmica e Óptica) - 1972], como parte de uma das práticas experimentais da seção "Humidity of air" (Umidade do Ar), sob o título "Hygrometer designed by Daniell for determining the dew point" (Determinando o ponto de orvalho utilizando o Higrômetro desenvolvido por Daniell).

A seguir, transcrevemos a descrição do equipamento e de parte da prática experimental (pág. 77), disponível no manual citado acima, referente à determinação do ponto de orvalho:

"1) Hygrometer designed by Daniell for determining the dew point

The instrument consists of two glass bulbs which are connected by a wide glass tube with two right angle bends. The top bulb is covered with a piece of fine muslin, and located beneath it there is a glass receiver. The bottom bulb is half filled with ether. The glass part has been evacuated, and apart from the liquid ether it only contains ether vapour of a pressure corresponding to the respective temperature. A thermometer extending into the bottom bulb registers the temperature of the ether, and in fact the temperature of the bulb itself is recorded when the temperature is balanced. The exterior of the bulb is partly coated with a thin, reflective layer of gold plating.

After reading the temperature of the air t, the muslin covering the top bulb is moistened with a few drops of ether. When the ether evaporates, the top bulb cools off, as does the ether vapour contained in it. The condensation of ether vapour of the cooled-off bulb causes the ether in the other bulb to evaporate, with the result that the ether stock is cooled off too.

The drop in temperature may be read on the thermometer immersed in the ether contained in the bottom bulb. The temperature t' (dew point) should be determined as soon as a slight haze appears on the clear coating of gold plating. When the moisture on the gold-plated bulb disappears, this reading can be checked as soon as the temperature begins to rise again. When the experiment is repeated several times with increasing and decreasing temperatures effected by applying a suitable dose of ether, it is possible to obtain an exact average value for the dew point t'."

Tradução livre:

"O instrumento consiste em dois bulbos de vidro conectados por um tubo de vidro largo com duas curvas em ângulo reto. O bulbo superior é coberto com um pedaço de musselina (tecido de algodão) fina e, localizado abaixo dele, há um recipiente de vidro. O bulbo inferior está parcialmente preenchido com éter. A parte de vidro foi evacuada e, além do éter líquido, contém apenas vapor de éter a uma pressão correspondente à respectiva temperatura. Um termômetro que se estende até o interior do bulbo inferior registra a temperatura do éter e, de fato, quando o equilíbrio térmico é atingido, registra-se a temperatura do próprio bulbo. O exterior do bulbo é parcialmente revestido com uma fina camada refletora de ouro.

Após a leitura da temperatura do ar t, a musselina que cobre o bulbo superior é umedecida com algumas gotas de éter. Quando o éter evapora, o bulbo superior se resfria, assim como o vapor de éter contido nele. A condensação do vapor de éter no bulbo resfriado faz com que o éter no outro bulbo evapore, resultando também no resfriamento do reservatório de éter.

A queda de temperatura pode ser lida no termômetro imerso no éter contido no bulbo inferior. A temperatura t' (ponto de orvalho) deve ser determinada assim que uma leve névoa aparecer sobre o revestimento dourado brilhante. Quando a umidade sobre o bulbo revestido de ouro desaparece, a leitura pode ser verificada no momento em que a temperatura começa a subir novamente. Repetindo-se o experimento várias vezes, com aumentos e diminuições de temperatura obtidos pela aplicação de uma quantidade adequada de éter, é possível obter um valor médio exato para o ponto de orvalho 𝑡'."

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