relatorio 3

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Niterói - RJ 
2020 
 EQUIPE 1 
BRUNO ZANELLA MACIEL DOMINGOS (120037036) 
GABRIEL PEREIRA GARCIA (117040053) 
IGOR RIBEIRO DA COSTA CARDOSO (218041076) 
PEDRO DOS SANTOS BIZZO (118040053) 
PROPOSTA EXPERIMENTAL 
TRANSFORMAÇÃO DE UM GÁS A TEMPERATURA CONSTANTE 
FÍSICA EXPERIMENTAL III 
TURMA: AB 
DOCENTE: JESUS LUBIAN RIOS 
Luigi
Nota
Nota 8.5 de 10
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Niterói - RJ 
2020 
BRUNO ZANELLA MACIEL DOMINGOS 
GABRIEL PEREIRA GARCIA 
IGOR RIBEIRO DA COSTA CARDOSO 
PEDRO DOS SANTOS BIZZO 
 
 
 
 
 
TRANSFORMAÇÃO DE UM GÁS A TEMPERATURA CONSTANTE 
 
Relatório III avaliativo apresentado como requisito 
parcial para a obtenção de nota. Data de entrega 11 de 
março de 2020. 
SUMÁRIO 
1 - PROPOSTA 4 
2 - INTRODUÇÃO 4 
3 - METODOLOGIA E DESCRIÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL 5 
3.1 - OBJETIVO E MATERIAIS 5 
3.2 - DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES 5 
4 - ANÁLISE DE DADOS 5 
4.1 - OBTENDO A CONSTANTE DOS GASES IDEAIS 6 
4.2 - A CONSTANTE DOS GASES IDEAIS 7 
4.3 - VALORES DA PRESSÃO ALTERANDO Nº PARTÍCULAS DO GÁS 8 
4.4 - DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DO GÁS E COMPARAÇÕES 10 
4.5 - MISTURANDO AS PARTÍCULAS 10 
4.6 - CÂMERA DO GÁS EM 10% DO NÚMERO DE PARTÍCULAS 11 
5 - CONCLUSÃO 12 
REFERÊNCIAS 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Luigi
Nota
sumario. Ok.
1 - PROPOSTA 
O experimento tem como finalidade principal determinar a o valor da 
constante universal dos gases (R), sendo um experimento com gás ideal, e suas 
variáveis de estado: volume (V), pressão (p), temperatura (T) e número de mols (n). 
As quais não são independentes entre si, alterando qualquer um dos 
parâmetros, um ou mais parâmetros serão alterados como resposta, e assim cada 
variação corresponde a uma mudança de estado do sistema. 
Com isso, construindo uma tabela com diversos valores para ‘V’, ‘p’, ‘T’ e ‘n’, 
todos nas unidades respectivas no Sistema Internacional de Unidades, e os 
relacionando a pontos no sistema cartesiano ortogonal, sendo o eixo vertical (y) 
correspondente a multiplicação da pressão pelo volume, e o eixo horizontal (x) 
correspondente a multiplicação do número de mols pela temperatura. 
Teremos diversos pontos no plano bidimensional que por regressão linear é 
possível determinar uma reta, a qual seu coeficiente angular corresponde ao valor 
da constante universal dos gases, sendo o mesmo valor independente do gás 
utilizado. 
 
2 - INTRODUÇÃO 
 
As transformações gasosas dada pela lei dos gases ideais são aquelas um 
determinado número de mols de um gás ideal em um sistema fechado para 
podermos analisar as variações de um estado de um gás, sendo essas temperatura, 
volume e pressão. Ao se manter constante uma dessas variáveis, podemos 
observar o comportamento das outras. Isso foi muito bem observado por ​Clapeyron 
que viu que as propriedades de qualquer estado de equilíbrio de um gás podem 
estar relacionadas pela equação PV = nRT. 
Foi a partir de contribuições formuladas nas leis de ​Boyle-Mariotte, lei de 
Charles, lei de Gay-Lussac, ​e ​lei de Avogadro que Clapeyron chegou a essa 
equação geral. Por consequência, essas pesquisas contribuíram muito no mundo, 
principalmente para a indústria no desenvolvimento de sprays aerossóis, 
condicionadores de ar, geladeiras, na operação de balões de ar quente, e pode ser 
até usada para explicar a formação de nuvens, mostrando assim sua importância. 
 
 
 
 
Luigi
Nota
Proposta ok.
Luigi
Realce
Luigi
Nota
melhorar o português.
Luigi
Nota
Introdução: ok.
3 - METODOLOGIA E DESCRIÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL 
3.1 - OBJETIVO E MATERIAIS 
Objetivo​: Investigar a dinâmica relacionado a transformação de um gás a 
temperatura constante. Investigar os tipos de equações e como se 
relacionam. E estudar as propriedades de um fluido ideal. 
Materiais​: Simulador PhET Colorado: Propriedades dos gases, ferramentas 
contidas no simulador: Bomba de gás, fogareiro, alteração de volume, 
medidores de pressão e temperatura. Fórmulas utilizadas: equações de 
energia cinética dos gases e suas variantes. 
Valores adotados: 
 
 
3.2 - DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES 
Foi aberto o simulador, e em seguida dentro do programa utilizamos 
as ferramentas de bomba, para inserir gás, de volume, de calor entre outros 
controles que nos permitem controlar as variações que desejamos como 
volume (V), pressão (p), temperatura (T) e número de mols (n). E depois 
coletamos esses dados. 
4 - ANÁLISE DE DADOS 
Enunciados fornecidos pela apostila. 
Luigi
Nota
Metodologia: ok.
Luigi
Nota
Até aqui, nota 2.0 de 2.0 pontos.
 
 
4.1 - ​ ​OBTENDO A CONSTANTE DOS GASES IDEAIS 
Assim como já foi dito na proposta, será respondido o item a, irá se relacionar 
volume (V), pressão (p), temperatura (T) e número de mols (n) com suas variações 
pode-se obter um padrão de constante que seria a própria constante dos gases. 
Para isso irá se alterado qualquer um dos parâmetros, um ou mais parâmetros que 
forem alterados mudará o valor da resposta, e assim cada variação corresponde a 
uma mudança de estado do sistema. 
Com isso, construindo uma tabela com diversos valores para ‘V’, ‘p’, ‘T’ e ‘n’, 
todos nas unidades respectivas no Sistema Internacional de Unidades, e os 
relacionando a pontos no sistema cartesiano ortogonal, sendo o eixo vertical (y) 
correspondente a multiplicação da pressão pelo volume, e o eixo horizontal (x) 
correspondente a multiplicação do número de mols pela temperatura. 
Teremos diversos pontos no plano bidimensional que por regressão linear é 
possível determinar uma reta, a qual seu coeficiente angular corresponde ao valor 
da constante universal dos gases, sendo o mesmo valor independente do gás 
utilizado. 
 
 
Luigi
Realce
Luigi
Realce
Luigi
Realce
Luigi
Nota
Ok. Correto.
 
 
4.2 - A CONSTANTE DOS GASES IDEAIS 
Atendendo os requeridos pedido no item b. Usando o simulador para obter os 
valores da constante dos gases ideais a partir do gráfico foi visto que os valores 
estão de acordo com o valor da constante R. O valor de R encontrado foi de 8,29 ±
0,05 , obtido através do coeficiente angular da reta do gráfico 1 através doK·mol
m³·Pa 
método dos mínimos quadrados, utilizando os dados experimentais abaixo. 
 
 
 
 
Gráfico 1​ - Reta linearizada de​ ​PV vs nT 
P (Pa) V (m³) n (mol) T (K) 
2,96E+6 3,50E-25 4,15E-22 300 
3,49E+6 3,50E-25 4,89E-22 300 
4,07E+6 3,50E-25 5,73E-22 300 
4,69E+6 3,50E-25 6,56E-22 300 
5,08E+6 3,50E-25 7,15E-22 300 
5,61E+6 3,50E-25 7,88E-22 300 
Luigi
Nota
O gráfico está OK, porém poderia ter colocado a origem do gráfico no ponto 5E-19.
Luigi
Nota
Nessa parte vou dar 2.5 de 3.0 pontos.
Luigi
Nota
Aqui nessa tabela não vejo as incertezas das medições de vocês.
4.3 - VALORES DA PRESSÃO ALTERANDO Nº PARTÍCULAS DO GÁS 
Realizando os experimentos requeridos no item c, teremos inicialmente 1000, 
500 e 1 partículas do gás inserido na câmera em experimentos separados e será 
esperado um tempo de 5 segundos e será anotado a oscilação máxima e mínima e 
fazendo a média. Para se ter uma estabilidade das moléculas para se fazer a leitura 
do medidor da pressão da câmara como pode-se ver na ​figura 1​, ​figura 2​, ​figura 3 
foi utilizado o mesmo método em todas. 
 
Figura 1- ​Com valor de 1000 partículas do gás 
 
Fonte: Autores utilizando phet colorado simulation, 2021 
 
Figura 2 - ​Com valor de 500 partículas do gásFonte: Autores utilizando phet colorado simulation, 2021 
 
 
Figura 3 - ​Com valor de 1 partícula do gás 
 
Fonte: Autores utilizando phet colorado simulation, 2021 
 
 
Utilizando a fórmula abaixo e suas variações para realizar os cálculos de de 
Pressão: 
 
 
 
Nº das Partículas Pressão Experimental em KPA Pressão Calculada KPA 
1000 0,0 11830 26 11831,98 0,48± ± ± 
 500 0,0 5915 21 5915,99 0,69± ± ± 
 1 0,0 35 35 11,83 0,58 ± ± ± 
 
Pelos valores encontrados pode-se observar que está dentro da margem de 
erro, menos o último, analisando-se evidencia que com número pequeno de 
moléculas como 1, o medidor experimental não é capaz de fornecer um dado 
considerável devido sua própria margem de erro de cálculo, oscilando valores que 
muitas das vezes pode ser até infinitas vezes maior que mínimo(nesse caso o valor 
mínimo encontrado foi zero no qual foi obtido como valor mínimo somente uma 
Luigi
Nota
Como já foi dito em outras ocasiões, a incerteza deve ser arredondada para possuir um único algarismo significativo.

Aí deveria ter sido arredondada para 30, 20, 40 respectivamente.

Além disso, se a incerteza está na casa das dezenas, não deveria haver certeza quanto à casa das unidades. Ou seja, deveriam ter escrito, 11830+-30 ou (1183+-3 ) x 10, (592+-2) x 10, etc.
Luigi
Nota
aqui deveria ter sido arredondada para 50, 70. 60 respectivamente.
Luigi
Nota
Vou dar 0.5 de 1.0 pontos.
molécula). Logo quanto mais moleculares estiverem na câmera maior será a 
precisão do medidor experimental mais próximo será do valor calculado. 
 
4.4 - DETERMINAÇÃO DA DENSIDADE DO GÁS E COMPARAÇÕES 
A densidade do ar à 300K que é de , e ao calcularmos os valores , 839 1 1 m³
Kg 
com os dados abaixo notamos que as partículas pesadas possuem valores mais 
compatíveis com a densidade do ar, com uma média de 1,17 . m³
Kg 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4.5 - MISTURANDO AS PARTÍCULAS 
As partículas mais leves se movem mais rápido, pois como para uma 
mesma temperatura e número de partículas a energia cinética não varia (Ec = 
1,5.N.K.T), podemos olhar então para outra fórmula (Ec = N.0,5.m.v²) e notar 
Partículas Leves 
Número de Partículas Massa (Kg) Volume (m³) Densidade ( )m³
Kg 
8 5,31E-26 3,50E-25 0,15 
5 3,32E-26 1,75E-25 0,19 
13 8,63E-26 5,25E-25 0,16 
6 3,98E-26 2,45E-25 0,16 
Partículas Pesadas 
Número de Partículas Massa (Kg) Volume (m³) Densidade ( )m³
Kg 
8 3,72E-25 3,50E-25 1,06 
5 2,32E-25 1,75E-25 1,33 
13 6,04E-25 5,25E-25 1,15 
6 2,79E-25 2,45E-25 1,14 
Luigi
Nota
onde estão as incertezas?
Luigi
Nota
Nota 0.5 de 1.0 pontos.
que a massa e a velocidade são inversamente proporcionais, ou seja, se a 
massa aumenta, a velocidade diminui, se a velocidade é maior a massa é 
menor, mantendo assim a energia cinética constante. Vale ressaltar que N é 
o número de partículas e K é a constante dos gases dividido pela constante 
de avogrado. 
 
4.6 - CÂMERA DO GÁS EM 10% DO NÚMERO DE PARTÍCULAS 
Atendendo a solicitação experimental do item f, liberando 10% do gás, 
têm-se variando o nº de partículas de antes para depois. Tendo em vista a formula:
 
Pode-se colocar em função de Pressão e Temperatura para poder ver como 
isso vai afetar cada um, depois irei comparar antes e depois. Colocando a fórmula 
em função da pressão: 
 
Ao olhar o antes e depois e mantendo T e V constante, percebe-se que o 
valor do número de partículas é diretamente proporcional à pressão, com isso 
quando diminui o número de partículas irá diminuir a pressão. Pode-se observar que 
isso ocorre devido a compensação da falta do número de partículas a menos 
colisões para manter a temperatura constante tem-se que diminuir a pressão para 
manter a mesma velocidade de antes, consequentemente, a temperatura será a 
mesma já que não houve o aumento do movimento das partículas. Colocando a 
fórmula em função da temperatura temos: 
 
 
Ao olhar o antes e depois e mantendo P e V constante, percebe-se que o 
valor do número de partículas é inversamente proporcional à Temperatura, com isso 
quando diminui o número de partículas irá aumentar a Temperatura. Pode-se 
observar que isso ocorre devido a compensação da falta de número de partículas 
para manter Pressão constante tem-se que aumentar a temperatura para aumentar 
Luigi
Nota
ok.
Luigi
Nota
Nota 1.0 de 1.0 pontos.
Luigi
Realce
há
Luigi
Nota
à
Luigi
Realce
Luigi
Nota
Nota 1.0 de 1.0 pontos.
a velocidade, consequentemente, o movimento das partículas para manter o 
número de colisões contra a parede. 
 
5 - CONCLUSÃO 
Vimos que a partir da formulação geral de Clapeyron conseguimos estudar 
o comportamento de um gás ideal variando seu estado a partir de variáveis da 
própria equação, e assim estabelecer um experimento para calcular a constante dos 
gases ideais, cujo valor graficamente obtido é corroborado pelo que foi obtido no 
simulador. Pode-se também, estabelecer uma relação de pressão e energia cinética 
do gás, a qual é extremamente importante, pois se avaliou que a energia cinética 
somente muda em um sistema fechado se sua temperatura variar de alguma forma 
ou se for inserido ou retirado moléculas do gás. Além disso, foi visto que é possível 
estabelecer por tamanho de partícula, densidades de tipo de gases que são 
próximas ou igual a densidade do ar, o que implica a importância na avaliação de 
gases usados em cilindros como respiradores ou outros fins médicos e industriais 
que necessitam que sua densidade seja próxima à do ar. Pode-se, portanto, sob a 
luz da formulação geral de Clapeyron sobre os gases ideais e utilizando o princípio 
da conservação de energia, fazer afirmações importantes sobre os gases que tem 
grande importância em nosso dia-dia. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Luigi
Nota
Nota 1.0 de 1.0 pontos.
REFERÊNCIAS 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_dos_gases_ideais 
 
KNIGHT, Randall D.. ​Física​: uma abordagem estratégica: termodinâmica, óptica. 2. 
ed. Porto Alegre: Bookman, 2009. v. 2, 491- 497 p.