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Transformação Isobárica.

Objetivo

Mostrar que na transformação isobárica, o volume é proporcional à temperatura.

Material

  • TXT TEM 0015,
  • TXT TEM 0014,
  • Termômetro e régua.

    Procedimento

    a) Monte um arranjo experimental descrito no texto TXT TEM 0015. Acerte o êmbolo na última marca de volume da seringa, tomando cuidado de fazê-lo permanecer aí durante toda a experiência. Cole o êmbolo na seringa com fita adesiva. Com o termômetro verifique a temperatura inicial da água na garrafa.

    b) Como estamos lidando com uma transformação isobárica ( isto é, a pressão constante ) precisamos ter certeza que a pressão do ar ( que é o gás usado na experiência ) não varie. Para isso, mova o ramo aberto da mangueira até que os níveis das duas colunas de ar coincidam.

    ( Ver figura abaixo).


    Figura 1

    fig 1Quando o nível de água nas duas colunas coincide, temos a mesma pressão atuando nos dois ramos ( P1 = P2) . Neste caso, como o ramo1 está aberto, temos a pressão atmosférica atuando sobre a água. Logo no ramo 2, a pressão P2 que o ar está exercendo sobre a água também é igual à pressão atmosférica.

    Na experiência, mantemos a pressão constante conservando as duas colunas de ar no mesmo nível e variaremos a temperatura e o volume do ar.

    c) Anote o tamanho da coluna de ar para a temperatura inicial. Como precisamos do volume ocupado pelo ar temos de transformar a medida do tamanho da coluna de ar em volume ocupado pelo ar. Para isso proceda como indicado no texto TXT TEM 0014.

    d ) Aqueça a água a parte. Misture um pouco de água quente à da garrafa. Acerte novamente os níveis das colunas de água nos dois ramos ( para que a pressão permaneça constante ) agite a água para que entre em equilíbrio térmico mais rápido. Anote a temperatura resultante e o tamanho da coluna de ar ( que também precisará ser transformada em volume ) o mais rápido possível para que a água da garrafa não tenha uma temperatura variada

    e ) Adicione outras quantidades de .água quente e obterá novas medidas de temperatura e os respectivos volumes ocupados pelo ar

    f ) Com os dados obtidos monte um gráfico VxT ( volume x temperatura ) . Note que ao mantermos a pressão constante o volume ocupado pelo gás varia proporcionalmente com a temperatura, ou em outras palavras o quociente entre a variação de temperatura e a variante é constante.

    Calcule o coeficiente angular ( c ) do gráfico. ( Figura abaixo).


    Figura 2

    C = ΔV / ΔT

    O valor obtido para o coeficiente angular C do gráfico é a constante de proporcionalidade entre o volume e a a temperatura do gás.

    ΔVϒΔT ou ΔV = C Δ T

    C = Constante

    g ) Pelo gráfico também podemos notar que quando a temperatura diminui o volume também diminui proporcionalmente. Assim, se for possível diminuir a temperatura até que o volume ocupado pelo ar fosse nulo, a que temperatura isso ocorreria? Se prolongarmos o gráfico obtido à esquerda, até o ponto onde ele intercepta o eixo T, teremos neste ponto o valor da temperatura ( em C ) em que o volume ocupado pelo ar é zero. Verefique a que a que temperatura isso ocorreria na experiência.

    A esta temperatura ( que é apenas teórica, já que não conseguimos que uma certa massa de ar ocupe um volume nulo ) chamamos "zero absoluto" ou "zero Kelvin" e é idealmente -273 graus centigrados.

    Dados adicionais

    Tema:  

    Termologia

    Código Ripe:  

    TXT TEM 0003

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