Projeto RIPE

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

    Como Obter

    Baixar Arquivo

  • O CiênciaMão é um repositório de recursos para a educação em ciências produzido pelo grupo de pesquisa Interfaces, da EACH-USP e da UNIFESP Guarulhos e Diadema. Os itens são cadastrados manualmente em um banco de dados, de acordo com diretrizes da coordenação do projeto.

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