RELATORIO N1 LICENCIATURA EM QUÍMICA - TRANSFORMAÇÃO ISOTERMICA

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO TOCANTINS 
IFTO CAMPUS PARAÍSO DO TOCANTINS 
CURSO LICENCIATURA EM QUÍMICA 
PROFESSOR SÉRGIO VIROLI 
DISCIPLINA QUÍMICA GERAL II 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO SOBRE TRANSFORMAÇÕES GASOSAS ISOTÉRMICA 
 
 
 
 
DIVANES PEREIRA CAMPOS REIS 
ISILMAN LEMES DO NASCIMENTO 
LÁZARO AUGUSTO INÁCIO 
ROGÉRIO JÚNIOR ALVES ROCHA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PARAÍSO DO TOCANTINS 
2021 
RESUMO 
 
O presente relatório refere-se a prática experimental realizada para estudo do comportamento 
de um gás confinado. Utilizando uma seringa de 20 mL estudamos o volume e o comportamento de 
um gás em função da sua pressão, mantendo constante sua temperatura ao longo do experimento e 
utilizando um cilindro graduado para determinar a pressão, através dos dados obtidos foi possível 
analisar afim de verificação a lei Boyle-Mariotte: “sob temperatura constante o volume ocupado por 
uma certa massa de gás é inversamente proporcional à pressão a qual o gás está confinado”, e construir 
um gráfico para analisar o comportamento da pressão versus o volume do gás confinado na seringa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO 04 
2. DESENVOLVIMENTO 05 
2.1 LEI DE BOYLE E MARIOTTE 05 
2.2 TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA 05 
2.3 OBJETIVOS 06 
2.3.1 Objetivo Geral 06 
2.3.2 Objetivo Específicos 06 
2.4 METODOLOGIA 07 
2.5 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 07 
2.5.1 Materiais e Reagentes 07 
2.5.2 Procedimento 07 
3. RESULTADOS 09 
4. CONCLUSÃO 11 
 REFERÊNCIAS 12 
 ANEXOS 13 
4 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
As transformações gasosas consistem em submeter uma massa fixa de um gás a 
diferentes condições enquanto uma grandeza é mantida constante. Os tipos são: Transformação 
isobárica: mudança com pressão constante; Transformação isotérmica: mudança com 
temperatura constante; Transformação isocórica, isométrica ou isovolumétrica: mudança com 
volume constante (ÇENGEL; BOLES, 2013). 
As grandezas físicas associadas aos gases (pressão, temperatura e volume) são 
denominadas variáveis de estado e uma transformação sofrida por um gás corresponde a 
variação de pelo menos duas destas grandezas (HELOU; GUALTER; NEWTON, 2007). 
O estudo dos gases foi difundido entre os séculos XVII e XIX por meio de cientistas 
que desenvolveram as leis dos gases. As leis foram obtidas através da manipulação das 
grandezas associadas e utilizando um modelo teórico chamado de gás perfeito, criado para 
estudar o comportamento de substâncias no estado gasoso, onde neste relatório será discutido 
sobre as transformações gasosas isotérmicas baseado em um roteiro experimental fornecido 
pelo professor da disciplina de química geral II. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. DESENVOLVIMENTO 
 
2.1 LEI DE BOYLE E MARIOTTE 
 
As grandezas físicas associadas aos gases (pressão, temperatura e volume) são 
denominadas variáveis de estado e uma transformação sofrida por um gás corresponde a 
variação de pelo menos duas destas grandezas. 
As primeiras observações experimentais quantitativas do comportamento dos gases 
foram realizadas por Robert Boyle (1627) e Edme Mariotte (1620). Os experimentos de Boyle 
(1661) foram retomados e divulgados por Mariotte em 1676. 
Esses experimentos consistiam basicamente em variar o volume de uma certa massa de 
um gás introduzida em um recipiente cilíndrico, pelo aumento da massa de pesos colocados 
sobre um êmbolo móvel que deslizava internamente ao cilindro. Este sistema era imerso em um 
banho mantido à temperatura constante. Assim procedendo, Boyle e Mariotte mediam a 
variação do volume em função da pressão (ATKINS; PAULA, 2008). 
Esse experimento é equivalente ao experimento que será apresentado a seguir na seção 
de Materiais e Métodos. 
Os resultados desses experimentos levaram-lhes a anunciar o que hoje denominamos 
Lei de Boyle: “À temperatura constante, o volume de uma certa massa constante de um gás é 
inversamente proporcional à pressão a qual está submetida”. 
 
2.2 TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA 
 
Na transformação isotérmica a temperatura da massa fixa de um gás é mantida 
constante, enquanto pressão e volume variam. A temperatura é a grandeza que mede o grau de 
agitação das moléculas, ou seja, sua energia cinética. Este tipo de transformação foi estudado 
por Robert Boyle (1627-1691), que formulou a lei “Quando a temperatura de um gás é 
constante, a pressão do gás é inversamente proporcional ao seu volume” (HELOU; GUALTER; 
NEWTON, 2007). 
A Lei de Boyle é expressa matematicamente da seguinte forma: 
 
Onde: 
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P: pressão do gás; 
V: volume do gás; 
K: constante de temperatura. 
Como exemplo, se reduzirmos o volume ocupado por um gás em um recipiente, a 
pressão exercida por suas moléculas dobrará. O gráfico a seguir da transformação isotérmica. 
 
Figura 01 – Ilustração do Gráfico de Transformação Isotérmica. 
 
Fonte: https://static.todamateria.com.br/upload/tr/an/transformacaoisotermicagrafico-cke.jpg. 
 
Observando o diagrama pressão (p) x volume (V) para a Lei de Boyle forma uma 
hipérbole. Este gráfico recebe o nome de isoterma (ATKINS; PAULA, 2008). 
 
2.3 OBJETIVOS 
 
2.3.1 Objetivo Geral 
 
O objetivo geral da experimentação tratou sobre a distinção das transformações gasosas 
(isotérmicas, isobáricas e isovolumétricas), além de contribuir na construção e interpretação de 
gráficos das transformações gasosas. 
 
2.3.2 Objetivo Específicos 
 
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• Estabelecer como funciona na prática a transformação gasosa isotérmica; 
• Construção de gráfico de transformação isotérmica; 
• Elucidação da teoria na prática. 
 
2.4 METODOLOGIA 
 
O experimento foi realizado através de uma pesquisa descritiva quantitativa. Os dados 
foram coletados a partir da variação do volume do gás dentro de uma seringa de 20 mL pela 
pressão exercida sobre o embolo da seringa. Os resultados foram quantificados e expostos em 
uma tabela. 
 
2.5 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
 
2.5.1 Materiais e Reagentes 
 
• Um Cilindro de plástico graduado (diâmetro 5 cm) 
• Uma seringa de 20 mL com agulha 
• Uma barra de sabão; 
• Uma folha de papel milimetrado. 
 
2.5.2 Procedimento 
 
1. Monte a seringa com a agulha e puxe o embola obtendo o maior volume possível; 
2. Espete a agulha na barra de sabão e vede a saída de ar; 
3. Coloque o cilindro plástico em cima do embolo, conforme a figura 01 e anote como 
0 a "Massa de água no cilindro". Perceba que quando o cilindro está vazio este volume 
corresponde à pressão atmosférica visto que o cilindro está submetido apenas pressão 
atmosférica; 
 
 
 
 
 
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Figura 02 – Ilustração do Experimento. 
 
Fonte: Roteiro de Experimentação. 
 
4. Adicione, por vez, 50 ml de água no cilindro anotando na tabela o volume de gás 
dentro da seringa; 
5. Preencha a tabela; 
6. Construa um gráfico da variação da pressão na seringa (Pa) em função da variação do 
volume no gás (m3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. RESULTADOS 
 
Seguindo o roteiro do experimento, os valores encontrados para o volume na seringa 
quando foi acrescentado água de 50 em 50 mL no cilindro graduado foram: 
 
VALORES ENCONTRADOS PARA O VOLUME NA SERINGA 
Volume de água no cilindro (ml) Volume do gás na seringa ( mL) 
0 mL 20 mL 
50 mL 1,9 mL 
100 mL 1,8 mL 
150 mL 1,7 mL 
200 mL 1,6 mL 
250 mL 1,5 mL 
300 mL 1,4 mL 
350 mL 1,3 mL 
400 mL 1,2 mL 
450 mL 1,1 mL 
500 mL 1,0 mL 
 
Logo após, todo o processo de experimentação, realizou-se o preenchimento da tabela 
de valores gerais, como expresso no roteiro do experimento, assim, obtivemos os seguintes 
valores para cada grandeza. 
 
Volume de água 
no cilindro (ml) 
Massa de 
água no 
cilindro (g) 
Força peso 
(N) 
 Pressão do gás na 
seringa 
(Pa) 
Volume do gás na 
seringa (m3) 
0 mL 0g 0N 0 Pa 0,000020m3 
50mL 50g 0,5N 694.4 Pa 0,00000019 m3 
100 mL 100g 1N 1,388.8 Pa 0,00000018 m3 
150 mL 150g 1,5N 2,083.3 Pa 0,00000017 m3 
200 mL 200g 2N 2,777.7 Pa 0,00000016 m3 
250 mL 250g 2,5N 3,472.2 Pa 0,00000015 m3 
300 mL 300g 3N 4,166.6 Pa 0,00000014 m3 
350 mL 350g 3,5N 4,861.1 Pa 0,00000013 m3 
400 mL 400g 4N 5,555.5 Pa 0,00000012 m3 
450 mL 450g 4,5N 6,250.0 Pa 0,00000011 m3 
500 mL 500g 5N 6,944.4 Pa 0,0000001 m3 
 
Assim, foi possível evidenciar que, conforme o aumento do volume (mL) de água, a 
massa (g) e a força (N) do cilindro aumentam, bem como a pressão (Pa) interna da seringa, 
mantendo-se a temperatura constante (T), fatores estes que ocasionam a redução no volume do 
gás (m3) dentro da seringa. 
Para tal apreciação, é possível verificar esta afirmação no gráfico de transformação 
isotérmica a seguir (gráfico 01). 
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Gráfico 01 – Transformação Isotérmica. 
 
Fonte: Autor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
20 1,9 1 ,8 1 ,7 1 ,6 1 ,5 1 ,4 1 ,3 1 ,2 1 ,1 1 ,0 
P
R
E
S
S
Ã
O
VOLUME
GRÁFICO DE TRANSFORMAÇÃO 
ISOTÉRMICA 
11 
 
 
 
4. CONCLUSÃO 
 
Através deste experimento foi possível evidenciar a relação das variáveis de estado com 
a termodinâmica e as transformações dos gases. Além disto, é imprescindível estabelecer uma 
ligação entre a teoria e a pratica, uma vez que pratica reforça em vários aspectos os 
conhecimentos previamente adquiridos na teoria. 
Portanto, foi possível elucidar que a transformação gasosa isotérmica depende de uma 
temperatura constante, e faz relação direta com a pressão e o volume de onde se está inserido, 
estas ultimas, sendo inversamente proporcionais, ou seja, a pressão aumenta e o volume 
diminui, podendo afirmar a verificação da lei de Boyle-Mariotte. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
ATKINS, P. W.; PAULA, Julio de. Físico-química. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 
ÇENGEL, Y.A.; BOLES, M. A. Termodinâmica. 7 ed. Porto Alegre: AMGH, 2013. 
HELOU; GUALTER; NEWTON. Tópicos de Física, vol. 2. São Paulo: Editora Saraiva, 2007. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ANEXOS 
 
ATIVIDADE 
1 - Quais são as variáveis de estado envolvidas nessa transformação gasosa? 
As variáveis de estado que caracterizam um estado de equilíbrio termodinâmico de um 
gás são: pressão, volume e temperatura. 
Quando conhecemos o valor de duas das variáveis de estado podemos encontrar o valor 
da terceira, pois elas estão inter-relacionadas. 
Volume: Como existe uma grande distância entre os átomos e moléculas que compõem 
um gás, a força de interação entre suas partículas é muito fraca. Por isso, os gases não possuem 
forma definida e ocupam todo o espaço onde estão contidos. Além disso, podem ser 
comprimidos. 
Pressão: As partículas que compõem um gás exercem força sobre as paredes de um 
recipiente. A medida dessa força por unidade de área representa a pressão do gás. A pressão de 
um gás está relacionada com o valor médio da velocidade das moléculas que o compõem. Desta 
forma, temos uma ligação entre uma grandeza macroscópica (pressão) com uma microscópica 
(velocidade das partículas). 
Temperatura: A temperatura de um gás representa a medida do grau de agitação das 
moléculas. Desta forma, a energia cinética média de translação das moléculas de um gás é 
calculada através da medida da sua temperatura. Utilizamos a escala absoluta para indicar o 
valor da temperatura de um gás, ou seja, a temperatura é expressa na escala Kelvin. 
Nesta situação experimental, foram utilizadas as variáveis de estado, Pressão e Volume, 
uma vez que a temperatura se manteve constante, portanto, foi ignorada. 
 
 2 - Qual a variável de estado que se mantem constante nessa transformação 
gasosa? 
Nesta transformação, a variável que se manteve constante foi a Temperatura (T). 
 
3 - Qual o nome da transformação gasosa ocorrida no experimento? 
Transformação Isotérmica.