Recursos para a Educação em Ciências
    Banca da Ciência | Experimentoteca | Mão na Massa
 

Lei de Boyle (Transformação Isotérmica)

Objetivo

Mostrar que a temperatura constante, o volume ocupado por um gás é inversamente proporcional à sua pressão.

Material

  • Cinco metros de tubo plástico transparente de 0,3cm. de diâmetro
  • 01 Seringa descartável de 10 ml.,
  • Água
  • Trena,
  • Vareta de PVC,
  • Estilete,
  • Fita adesiva,
  • Papel milimetrado.

    Procedimento

    Monte o arranjo experimental descrito no TXT TEM 0013.

    Observe os níveis da água nos 2 ramos. Esses poderão estar à mesma altura, o da esquerda estar mais alto, ou mais baixo .

    Observe também que o ar, que é o gás usado na experiência é comprimido ou dilatado quando o tubo à direita é movido. Ver figura abaixo.


    Figura 1

    Movimente o tubo aberto até que os níveis de água nos dois ramos estejam na mesma altura. Nessa posição, o ar ocupa uma coluna de altura h, cujo volume pode ser calculado como está indicado no texto TXT TEM 0014.

    Nas figuras, a posição onde os dois níveis são iguais está marcada com uma seta. Nessa posição, as duas colunas estão sujeitas à mesma pressão, que é a pressão atmosférica.

    Ao abaixarmos o tubo móvel, a coluna de ar será dilatada e haverá uma diferença de pressão que poderá ser calculada a partir das diferenças de alturas Δh . Ver figura abaixo.


    Figura 2

    Abaixando gradativamente o ramo aberto, anote alguns valores de Δ h e da respectiva coluna de ar h.

    Por outro lado, ao suspendermos o tubo móvel, a coluna de ar será comprimida, e novamente haverá uma diferença de pressão Δh. Ver figura abaixo.


    Figura 3

    Suspenda gradativamente o ramo aberto e anote outros valores de Δh e das respectivas colunas de ar h , nessa nova configuração.

    Para verificação da Lei de Boyle é necessário que saibamos o valor da pressão atmosférica local. Quanto melhor for conhecido esse valor, melhor serão os resultados.

    Como geralmente a pressão atmosférica é dada em mmHg, precisamos converte-la para cm H2O ( já que estamos trabalhando com uma coluna de água ). Para isso, multiplique o valor da pressão atmosférica local ( em mmHg ) por um fator 1,36* .

    Sabendo que Δh é o valor da pressão exercida pela coluna de altura Δh , podemos calcular a pressão do ar no tubo, somando ou subtraindo Δh ao valor da pressão atmosférica.

    Quando a coluna de água no tubo à direita for mais alto do que do lado esquerdo, a pressão sobre o gás será maior que a inicial, ou seja a coluna de água estará exercendo uma pressão sobre o gás, que vai se somar à pressão atmosférica.

    Se, por outro lado, a coluna à direita estiver mais baixa que a do lado esquerdo, a pressão sobre o gás será menor que a inicial, ou seja, o ar ao se dilatar vai exercer uma pressão sobre a coluna de água que deverá ser subtraído da pressão atmosférica.

    Calcule, para cada valor de Δh medido o valor da pressão do ar no tubo.

    P = Pa+ ( H2O ) +/- Δh

    Para cada valor de h medido, calcule o volume da coluna de ar contido nessa coluna. Em seguida, calcule o produto PV para cada valor calculado.

    Dicas

    * Para passarmos de mmHg para cmHg devemos dividir por 10. Para passarmos de cmHg para cm H2O , devemos multiplicar por 13,6 que é a densidade do mercúrio com relação à água. Dessa maneira, o fator será 13,6 / 10 = 1,36.

    Dados adicionais

    Tema:  

    Termologia

    Código Ripe:  

    TXT TEM 0001b

  •  
     

    O CiênciaMão é um projeto de extensão universitária da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da Universidade de São Paulo, com apoio da Universidade Federal de São Paulo e das entidades abaixo listadas. É coordenado pelo grupo de pesquisa Interfaces. Constitui-se em um repositório de recursos para a educação em ciências, voltado para educadores em geral. Os itens listados são cadastrados manualmente em um banco de dados, de acordo com diretrizes editoriais da coordenação do projeto.

     

    EFLCH
    Escola de Filosofia, Letras e Ciências Humanas

     

    EACH
    Escola de Artes, Ciências e Humanidades

    Financiamento e apoio:


    UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
    Copyright © 2006-2013 Universidade de São Paulo - Todos os direitos reservados