FISICA III

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO 
 
UNIDADE CURRICULAR: FÍSICA IV 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Termodinâmica 
 
 
 
 
 
Lei de Boyle-Mariotte 
(Robert Boyler e Edmé Mariotte) 
 
 
 
 
Relatório apresentado como parte dos 
requisitos da Unidade Curricular Física III 
 
Professores: 
 
DIADEMA 
2017 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO................................................................................................... 1 
 
OBJETIVO..........................................................................................................1 
REVISÃO 
BIBLIOGRÁFICA...........................................................................................................2 
 
PROCEDIMENTOS..................................................................................3 
 
ANÁLISE........................................................................................................................ 4 
 
CONCLUSÃO.............................................................................................................5 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Experimento realizado para a observação da ação da termodinâmica a partir do 
material disponibilizado pelo professor. 
Neste experimento saberemos com um grau alto de precisão o que ocorre 
quando comprimimos o ar (gás real), vale recordar que um sistema fechado é 
aquele que permite troca de calor com o meio externo, porém não permite a 
passagem de matéria. Quando pressionado o gás, seu volume diminui 
inversamente à pressão sobre o mesmo. Este processo acontece lentamente, 
de modo que o tempo gasto em cada variação infinitesimal de volume seja 
suficiente para que o sistema entre em equilíbrio térmico com o meio externo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. OBJETIVO 
 
Estudar o comportamento do ar (gás real), investigando a relação entre 
Pressão e Volume. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
As três variáveis de estado dos gases são: pressão, volume e temperatura. 
As relações entre essas variáveis foram estudadas sempre mantendo uma 
delas como constante. 
De modo independente, o físico e naturalista inglês Robert Boyle (1627-1691) e 
o físico francês Edme Mariotte (1620-1684) realizaram experimentos de 
variação da pressão e do volume dos gases com a temperatura constante. 
Eles observaram uma relação entre pressão e volume que foi quantificada e 
notaram que essa relação se repetia para todos os gases. Por isso, criou-se a 
Lei de Boyle, também conhecida como Lei de Boyle-Mariotte que diz o 
seguinte: 
 
“Em um sistema fechado em que a temperatura é mantida constante, verifica-
se que determinada massa de gás ocupa um volume inversamente 
proporcional a sua pressão.” 
 
Isso significa que se dobrarmos a pressão exercida por um gás em um sistema 
fechado, o volume irá diminuir pela metade e assim por diante. O contrário 
também ocorre, isto é, se diminuirmos a pressão pela metade, o volume 
ocupado pelo gás será o dobro: 
 
Fonte: Google Imagens 
 
Quando duas grandezas como essas são inversamente proporcionais, o seu 
produto é uma constante; desse modo, matematicamente, essa relação pode 
ser representada assim: 
P.V=k 
 
Basicamente, a lei de Boyle-Mariotte constitui a descrição de um sistema que 
sofre uma transformação isométrica, ou seja, um processo no qual a 
temperatura se mantém constante. Desta forma, o produto de P e V tem 
resultante constante. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. PROCEDIMENTOS 
 
O experimento consiste em utilizar o Conjunto Emilia com Manômetro, que é 
composto por: 
1. Tripé metálico 
2. Seringa 
3. Mangueira 
4. Manômetro 
5. Suporte 
6. Parafuso micrométrico 
7. Válvula 
 
 
 Foto do conjunto Emilia com Manômetro. 
 
Para verificação da Lei de Boyle em laboratório didático o gás da seringa é 
comprimido ao girar o parafuso onde então será comprimido e o valor 
correspondente será indicado pelo manômetro. 
O volume inicial do gás foi calculado em todo aparelho, totalizando 22,30 cm3 e 
este valor foi obtido com a manipulação adequada da formula abaixo: 
P0 . V0 = P1 . V1 
V0 =Δ V.(P0 + ΔV)/ ΔP 
V0 = 4,75(1+0,27)/0,27= 22,30 cm3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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A partir do valor acima foram verificados e anotados todos os outros sobre o 
volume total do aparelho. 
O valor do volume da seringa a princípio era de 16,50 cm3, conforme o parafuso 
era girado a duas revoluções por vez os valores foram diminuindo. 
A mangueira estava furada, por isso os integrantes do grupo se revezaram 
comprimindo-a para um melhor andamento no experimento. 
Foi adotado o valor da pressão ambiente de 1 atm, no qual foi somada com a 
média das pressões que haviam sido calculadas. 
Foi multiplicado os valores obtidos da pressão com os valores do volume e por 
fim foi feita a operação 1/V (cm3), ou seja 1 dividido por cada valor do volume 
total. 
Todos os valores foram anotados em uma tabela. 
 
 
 
5. ANÁLISE 
 
O experimento utilizado para aferir a validade da lei de Boyle se baseia em um 
equipamento, mostrado na Fig. 1, que se baseai em uma seringa com escala 
volumétrica conectada a um manômetro por uma mangueira. O gás fica 
armazenado dentro da seringa e pode ser comprimido quando o êmbolo é 
empurrado. Os dados são coletados por meio da leitura direta dos valores 
obtidos para o volume do gás e a pressão absoluta ao comprimir o gás contido 
no equipamento por uma quantidade ∆V estipulada inicialmente. Para realizar a 
análise tradicional dos dados é necessário determinar o volume inicial de gás 
contido nas várias partes interligadas do equipamento: seringa, mangueira, 
válvula e interior do manômetro. A escala da seringa permite a leitura direta 
apenas do volume de ar contido nela. Deste modo, torna-se necessário um 
método indireto para a determinação do volume total de ar inicialmente 
armazenado no equipamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Sendo V0 o volume inicial de gás dentro do equipamento antes de iniciar as 
medidas, ao comprimir a seringa o novo volume será V1 = V0 + ∆V. Na 
compressão do gás, a variação de volume é negativa, de forma que ∆V = − |∆V 
|. Durante este procedimento a pressão aumenta, e a nova pressão será: P1 = 
P0 + ∆p. Pode-se usar a lei de Boyle, na qual o produto PV se mantém 
constante, para estimar a quantidade total de ar dentro do equipamento. Dessa 
maneira; 
 
 
 
Deste valor é capaz de determinar todos os volumes sequentes à compressão 
do gás no interior do equipamento. Deste modo, podem-se realizar as medidas 
experimentais, deve preencher uma tabela, somando os valores encontrados 
para a pressão manométrica com a pressão atmosférica local, adquirida em 
uma tabela ou utilizando um barômetro, além de calcular o volume para cada 
medida a partir do valor calculado para V0. 
 
 
Tabela com os resultados obtidos. 
 
6. CONCLUSÃO 
 
Deste experimento concluímos que o conjunto Emília com manômetro é um 
aparelho onde podemos verificar a relação existente entre pressão e volume de 
acordo com a Lei de Boyle - Mariotte e mostra-se muito interessante, pois é 
visto em um aparelho relativamente simples uma parte da matéria que possui 
uma grande importância. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BIBLIOGRAFIA: 
 
HALLIDAY, David, RESNIK Robert, KRANE, Denneth S. Física 2, volume 1, 5 
Ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. 384p. 
PENTEADO, Paulo Cezar M. e TORRES, Carlos Magno A. Física: Ciência 
e Tecnologia. 1ª Ed. Editora Moderna, 2009 
 
CIDEPE Livro de Atividades. Disponível em, 
http://www.cidepe.com.br/index.php/br/produtos-interna/conjunto-gaseologico-
emilia-com-manometro-1868, acesso em 15/3/2017. 
VERTCHENKO, L. DICKMAN, A. G. Verificando a lei de Boyle em um 
laboratório didático usando grandezas estritamente mensuráveis. Revista 
Brasileira de Ensino de Física, v. 34, n. 4, 4312 (2012).