Relatório Propriedade empírica dos gases

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Laboratório de Termodinâmica Química
Prática 2 – Propriedade empírica dos gases
Alunos: Bárbara Baptista Faconi
 Giovana de Almeida Pimentel
 Isabel de Araujo Porto Oliveira
 Raíssa Bosich Antunes Jambo
 
Universidade Federal de Juiz de Fora
Juiz de Fora
2 / 2015
1 - Introdução:
O principal objetivo do químico Robert Boyle era de estudar os gases e enten-
der seu comportamento. A lei dos gases ideais é uma lei especial, em que
dado um gás que está contido em um sistema fechado, se a temperatura for
fixada, obtem-se uma constante para o produto do volume pela sua pressão.
A lei de Boyle pode ser enunciada da seguinte forma:
“Para uma quantidade fixa de um gás ideal mantido a uma temperatura cons-
tante, a pressão P e o volume V são inversamente proporcionais (enquanto
um dobra, o outro se reduz a metade).”
Logo:
PV = constante
Daniel Bernoulli em 1737 deduziu a lei de Boyle utilizando as Leis de
Newton com aplicações em nível molecular.
Associando a relação entre o volume do gás e a temperatura do mesmo, o ci-
entista Jacques Charles descobriu que o volume de uma certa quantidade fixa
de um gás a pressão constante aumenta linearmente com a temperatura,
qualquer que seja a natureza do gás, desde que a pressão seja baixa.
“O volume de certa quantidade fixa de gás mantida a pressão constante é di-
retamente proporcional à respectiva temperatura absoluta”
Portanto:
V = constante x T
Assim, quando aumentamos a temperatura de um gás a volume constante,
aumentamos também a pressão que ele exerce, sendo o inverso também váli-
do. Teoricamente, ao reduzir a energia térmica das moléculas a pressão é
nula e assim o zero absoluto é obtido.
2- Objetivo:
Determinar se o gás em estudo, no nosso caso o ar atmosférico, segue o
comportamento de gás ideal de acordo com as leis de Boyle e Charles.
3 – Parte Experimental:
3.1 – Materiais:
 tubo de vidro fechado em uma das extremidades;
 bureta;
 tubo de borracha;
 termostato;
 termômetro;
 papel milimetrado;
 suporte;
 mercúrio;
 barômetro.
3.2 - Procedimento:
Fora preparado um aparato (como mostrado na figura 1) formado por um
condensador e uma bureta previamentes preenchidos com mercúrio e liga-
dos por um tudo de borracha. Determinou-se então o ponto zero igualando
as alturas dos níveis de mercúrio tanto no condensador quanto na bureta. A
partir disso, foram realizadas variações da altura da bureta dois pontos acima
e dois pontos abaixo do zero determinado em três temperaturas diferentes
determinando assim a diferença na altura do mercúrio no condensador.
A variação do deslocamento do mercúrio dentro do condensador foi denotado
como L e a variação do deslocamento do mercúrio entre o condensador e a
bureta foi denotado como h.
Figura 1: Aparato utilizado na experiência.
4 – Resultados e discussão:
Variando-se então a altura da coluna de mercúrio (bureta) para valores maio-
res que o zero determinado, a pressão do gás será maior que a pressão at-
mosférica.
Pgás = Patm + h
Para valores abaixo de zero, temos:
Pgás = Patm – h
Portanto, para tais valores, a pressão do gás é menor que a pressão atmosféri-
ca.
Tabela 1: Dados para temperatura 22,5°C
Tabela 2: Dados para temperatura 11°C
Tabela 3: Dados para temperatura de 45,5°C
Para realizar o cálculo do volume, a área utilizada foi de (0,6154 ± 0,0008)cm², obti-
da através da realização da prática 1.
A seguir são exibidos os gráficos referentes a cada tabela apresentada.
Figura 2: Gráfico referente a tabela 1
p = (2 ±1). 10² + (32±7). 10² 1/V
(N=5; σ= 20,96; R= 0,94)
Figura 3: Gráfico referente a tabela 2
0,14 0,16 0,18 0,20
660
720
780
P 
(m
m
Hg
)
1/V (cm³)
p = (1,7 ± 0,3).10² + (3,2 ± 0,2). 10³ 1/V
(N= 5; σ= 7,85; R= 0,99)
Figura 4: Gráfico referente a tabela 3
0,12 0,14 0,16
660
720
780
P 
(m
m
Hg
)
1/V (cm³)
p = (8 ± 2).10 + (4,4 ± 0,1).10³ 1/V
(N= 5; σ= 3,85; R= 1,0)
Figura 5: Gráfico para a estimativa da temperatura do zero absoluto
10 20 30 40 50
6,0
6,5
7,0
7,5
V 
(c
m
³)
T (°C)
V = (6,1 ± 0,3) + (0,02 ± 0,01) T
N = 3, R= 0,72
Temos que pela lei de Charles, o gráfico correspondente também deve apresen-
tar um comportamento linear, o que se percebe facilmente com a observação da
figura 5. Pode-se ainda estimar a temperatura (em °C) no zero absoluto fazendo
o valor de V tender a zero, ou seja, extrapolando o volume do gás para 0 cm3.
• Estimativa da temperatura no zero absoluto:
 V = 6,1 + 0,02 T 
 0 = 6,1 + 0,02 T 
 T = -305°C 
• Erro: 
 E = [(273,16 – 305) / 273,16] x 100 
 E = -0,12% 
5 – Conclusão:
Os erros envolvidos estão relacionados a precisão para a realização da leitura
da altura no papel milimetrado, o desgaste dos equipamentos oriundo do cons-
tante uso dos mesmos e ao cálculo da área do tubo de vidro.
O ar atmosférico pode ser considerado um gás ideal, pois os gráficos que re-
lacionam p*V e V/T apresentaram uma relação linear, comprovando assim as
Leis de Charles e Boyle.
A temperatura no zero absoluto pode ser estimada com um erro razoável. 
6 - Referências Bibliográficas:
 Apostila de Laboratório de Termodinâmica Química.
 BROWN, Theodore L.; LEMAY JÚNIOR., H. Eugene; BURSTEN, Bruce 
E;BURDGE, Júlia R. Química, A Ciência Central. 9ª ed. São Paulo: 
Prentice Hall, 2005.
 ATKINS, Peter; PAULA, Julio de. Físico- química. 8ª ed. Rio de Janei-
ro:LTC,2008.
 CASTELLAN, Gilbert. Fundamentos de físico- química; São Paulo:
LTC,1986
	1 - Introdução:
	2- Objetivo:
	3 – Parte Experimental:
	3.2 - Procedimento:
	4 – Resultados e discussão:
	5 – Conclusão:
	6 - Referências Bibliográficas:
	Apostila de Laboratório de Termodinâmica Química.
	BROWN, Theodore L.; LEMAY JÚNIOR., H. Eugene; BURSTEN, Bruce E;BURDGE, Júlia R. Química, A Ciência Central. 9ª ed. São Paulo: Prentice Hall, 2005.