LEI DE BOYLE-MARIOTTE

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA
AULAS DE FÍSICA EXPERIMENTAL I
Campina Grande, PB
PROFESSORES: ALEXANDRE JOSÉ DE ALMEIDA GAMA
 CLEIDE MARIA DINIZ PEREIRA DA SILVA
 JOSSYL AMORIM RIBEIRO DE SOUSA (Coordenador)
 WILTON PEREIRA DA SILVA (Autor)
 
• Primário: Grupo Escolar Dr. José Feliciano Ferreira (Escola pública)
• Ginásio: Colégio Estadual Professor Pedro Gomes (Liceu de Campinas, escola pública)
 
• Científico: Colégio Estadual Professor Pedro Gomes (primeiro e segundo ano) e Colégio
Carlos Chagas (terceiro ano, escola privada, bolsista)
• Graduação: Engenharia Elétrica, Universidade Federal de Goiás, 1977
• Mestrado: Engenharia Elétrica (opção Engenharia Nuclear). Título: Teoria da Perturbação
em Cálculos de Reatores - Aplicação em Reatores Térmicos, 1983, Universidade Federal
da Paraíba. Orientador: João Silveira Cabral.
• Doutorado: Engenharia de Processos. Título: Difusão de Calor e Massa em Sólidos com
Forma Arbitrária Usando Coordenadas Generalizadas, 2007, Universidade Federal de
Campina Grande. Orientador: Antonio Gilson Barbosa de Lima.
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 EXPERIMENTO
TERMODINÂMICA – LEI DE BOYLE-MARIOTTE
 
TERMODINÂMICA – LEI DE BOYLE-MARIOTTE
OBJETIVOS
Verificar experimentalmente a lei de Boyle-Mariotte e, através desta verificação, determinar a pressão atmosférica e a
densidade do ar no local da experiência.
MATERIAL
Manômetro a mercúrio, termômetro, paquímetro, funil, mangueira, haste e suporte.
MONTAGEM ORIGINAL
1) Com um paquímetro, o diâmetro interno D do tubo de vidro do manômetro (em azul) deve ser medido.
4) Com o termômetro disponível no laboratório, a temperatura ambiente T deve ser medida.
2) A válvula da parte superior do tubo do lado esquerdo do manômetro deve estar aberta, como aparece na figura.
 Certifique-se de que o reservatório de mercúrio (funil) encontra-se na parte baixa da haste e, então, zere o
 manômetro (os dois meniscos de mercúrio/ar devem ficar no mesmo nível 0 da escala).
PROCEDIMENTOS
 O ramo aberto, do lado direito do manômetro, deve ser usado no processo de medição.
3) O comprimento L0 da coluna de ar confinado no ramo esquerdo do manômetro deve ser medida (vide figura).
Feche a válvula. Veja!
MEDIDAS REALIZADAS PARA VOCÊ
Diâmetro interno: D = 6,77 mm
Temperatura ambiente: T = 24,0 oC
Comprimento da coluna de ar: L0 = 35,0 cm
Anote essas medidas no seu caderno.
Clique na bola para
continuar, por favor.
TERMODINÂMICA – LEI DE BOYLE-MARIOTTE
Observe as medidas realizadas.
5) Para cumprir os objetivos deste experimento, a compressão
isotérmica do ar confinado no ramo esquerdo do manômetro
será estudada como um gás ideal. Será necessário medir o
volume ocupado pelo gás e a pressão exercida por ele.
Copie esta tabela no seu caderno
TERMODINÂMICA – LEI DE BOYLE-MARIOTTE
PROCEDIMENTOS (Cont.)
 
 
RELATÓRIO
Veja, a seguir, um modelo para o seu relatório.
INTRODUÇÃO
Escreva o objetivo da experiência e relacione o material utilizado na sua realização. Esquematize a montagem utilizada.
PROCEDIMENTOS E ANÁLISES
Descreva detalhadamente os seus procedimentos experimentais, de tal forma que a experiência possa ser repetida em
condições idênticas às que você realizou.
Escreva os dados
coletados.
 
 
TERMODINÂMICA – LEI DE BOYLE-MARIOTTE
Copie esta tabela no seu caderno
TERMODINÂMICA – LEI DE BOYLE-MARIOTTE
PROCEDIMENTOS E ANÁLISES (Cont.)
 
P V = nRT
n é o número de mols de ar confinado no ramo esquerdo
 
T é o temperatura absoluta do ar confinado no ramo esquerdo
Supondo que não haja vazamento no manômetro e ainda que durante o
experimento não tenha havido variação significativa na temperatura do ar
confinado, isto é, nRT ≡ C, a equação de estado pode ainda ser escrita como:
 ← Esta é a função número 8 do LAB Fit: Y = A / X + B
Y ≡
ΔhA ≡ C
X ≡ V
 
 
TERMODINÂMICA – LEI DE BOYLE-MARIOTTE
PROCEDIMENTOS E ANÁLISES (Cont.)
Por outro lado, A ≡ C (que é igual a nRT) também é conhecido no ajuste. Assim, como R é uma constante
conhecida e T foi medido em graus Célsius (e pode ser transformado para Kelvin), o número de mols de ar
confinado n pode ser determinado, sendo requerido apenas atenção para trabalhar com unidades
coerentes.
 
CONCLUSÕES
Por que devemos usar o primeiro ponto experimental para o cálculo da densidade do ar no ambiente do laboratório?
Se a válvula não estivesse bem fechada, isto é, se houvesse um vazamento, que efeito isto teria sobre o experimento?
Dê sugestões visando melhorar a compreensão e a qualidade desse experimento.
TERMODINÂMICA – LEI DE BOYLE-MARIOTTE
O que ocorre com a densidade do ar confinado no ramo esquerdo do manômetro durante a realização do experimento?
Enumere quais são os possíveis erros sistemáticos do experimento.
Calcule o erro percentual cometido na determinação experimental da pressão atmosférica local (P0), considerando
como o melhor valor, em Campina Grande, P0 = 71,5 cmHg.