relatorio 4

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CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AGROALIMENTAR
UNIDADE ACADÊMICA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA AMBIENTAL
CAMPUS DE POMBAL
DISCILPLINA: Laboratório de Física 	
PROFESSOR: José Roberto 
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA- LEI DE BOYLE-MARIOTTE ( COM MANÔMETRO)
RELATÓRIO Nº: 04
AUTORES: Jackeline Alves da Silva
Mailson Gonçalves Gregório
Moisés Sesion de Medeiros Neto
Pedro Victor Crescêncio de Freitas
MATRÍCULA: 918110119
916210471
914210426
917210562
TURMA: 01
Realização do Experimento: 16/04/2018
Relatório apresentado à disciplina de Laboratório de Física do Curso de Engenharia de Alimentos. Como pré-requisito para obtenção parcial de nota.
Pombal/PB
Maio de 2018
RESUMO
Os estudos mais pormenorizados do comportamento dos gases ideais remontam ao século dezassete. Em 1662 Robert Boyle descobriu uma lei que relaciona linearmente a pressão e o inverso do volume se a temperatura se mantiver constante. Diante disso, objetivo desse trabalho, foi identificar o comportamento do volume de um gás em função da pressão, onde a temperatura deve ser mantida constante durante o experimento. No final do experimento foi possível perceber que os resultados obtidos tem-se condição de estabelecer a comprovação para a Lei Boyle - Mariotte.
INTRODUÇÃO
Robert Boyle nasceu na Irlanda, em 1627. Sua educação foi primorosa. Ainda criança aprendeu o latim e o francês. Em 1638, saiu da escola tradicional Eton e, em companhia de um tutor francês, partiu em viagem pela Europa. O roteiro incluía uma estada em Florença (de 1641 a 1642), onde o jovem inglês presenciou os últimos anos da vida de Galileu Galilei. Pôde desta forma, adquirir com ele a certeza de que a experiência é a fonte dos conhecimentos científicos (MEDEIROS, 2005). 
A lei de Boyle desempenhou um papel importante em direção à descrição atomística dos gases, tendo sido interpretada por Daniel Bernoulli como devendo-se ao fato de a pressão de um gás ser resultado de um efeito cinético de seus átomos. Observa-se facilmente que esta lei é um caso particular da lei de Charles posteriormente enunciada, que relaciona a pressão absoluta (P) ao volume total (V) e à temperatura absoluta (T) de um gás pela expressão: 
 
Em que C é uma constante. A lei de Boyle, que afirma que a pressão é inversamente proporcional ao volume, é obtida quando a temperatura T é mantida constante. A interpretação desta lei em termos estatísticos levou à teoria cinética dos gases (ROSENFELD, 2015).
A temperatura constante a pressão de um gás é inversamente proporcional ao volume, preconiza a lei de Boyle-Mariotte. A temperatura do sistema permanece constante (repare que o indicador de temperatura não se move) e uma força externa exerce um trabalho sobre o gás (aumenta o número de massas sobre o pistão). Assim, enquanto o volume diminui a pressão aumenta proporcionalmente. A massa do gás no interior do cilindro permanece constante e na mesma temperatura. Considerando um gás ideal, utiliza-se a equação P.V=n.R.T para esta descrição. Repare que o termo nRT não se modifica quando a temperatura é constante (o número de moles (n) não varia e R é, por definição, constante). Assim, para que o produto da pressão pelo volume permaneça constante é necessário que a diminuição do volume seja compensado pelo aumento da pressão. 
 
 
Como nesse processo P e V estão relacionados por uma proporção inversa, podemos concluir que a curva é uma hipérbole, também denominada isoterma, pois todos os seus pontos representam estados de um gás com a mesma temperatura.
Este trabalho teve como objetivo, identificar o comportamento do volume de um gás em função da pressão, mantendo-se constante a temperatura. 
MATERIAIS E MÉTODOS 
Materiais Utilizados
- Aparelho gaseológico Emilia WQ037C composto por: 
- Tripé com haste e sapatas niveladas;
- Haste metálica com 400 mm;
- Painel posicionador;
- Parafuso micrométrico com escala espelhada; 
- Seringa em vidro resistente com escala volumétrica; 
- Pinça de Hoffman; 
- Tubo de conexão; 
- Manômetro com fundo de escala 2 kgf/ cm/²
Metodologia Do Experimento
No início do experimento, ocorreu a abertura da válvula junto à elevação do êmbolo e introduzida determinada quantidade de ar na seringa. Em seguida a válvula foi fechada, passando a comprimir o gás gradualmente. Diante disso, sugere-se completar três voltas do manípulo a cada leitura, variando assim o volume de ΔV. 
Experimentalmente verificou-se que a cada volta do manípulo produz-se uma variação de 0,45 ml no volume de gás aprisionado.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Seguindo as orientações do professor, abrimos a válvula, elevou-se o êmbolo e introduzimos uma determinada quantidade de ar na seringa, logo após, fechamos a válvula e passamos a comprimir o gás gradualmente. 
Ao iniciar o processo, o ar no interior da seringa estava submetido à pressão atmosférica. Assim sendo, a pressão total será a soma das pressões manométricas com a atmosférica, que pode ser tomada como 1 kgf/cm2, aproximadamente. Logo após completamos a tabela 1 adicionando 1 kgf/cm2 às leituras da pressão manométrica para obter a pressão total.
	Medida
n=
	Volume
V(mL)
	Pressão
Manométrica
	Pressão
Total kgf/cm²
	0
	Vo
	0,2775
	1,2775
	1
	Vo- 2
	0,3441
	1,3441
	2
	Vo - 4
	0,444
	1,444
	3
	Vo - 6
	0,54
	1,54
	4
	Vo - 8
	0,65
	1,65
	5
	Vo - 10
	0,775
	1,775
Tabela 1: volumes e pressões manométricas e totais obtidos.
Por meio da expressão: calculamos o volume inicial V0. Utilizamos os valores contidos nas células na tabela lembrando que e que .
Substituindo o valor obtido para V0 na segunda coluna da tabela 1, obtendo o volume ocupado pelo gás em cada etapa do experimento.
	Medida
n=
	Volume
V(mL)
	Pressão
Total kgf/cm²
	Pn.Vn
	0
	35,68
	1,2775
	45,58
	1
	33,68
	1,3441
	45,27
	2
	31,68
	1,444
	45,74
	3
	29,68
	1,54
	45,70
	4
	27,68
	1,65
	45,67
	5
	25,68
	1,775
	45,58
	Média
	-
	-
	45,59
Calculamos a tolerância do desvio abaixo utilizando a seguinte fórmula, e os resultados foram expressos na tabela 3.
D = x 100%
	D1
	D2
	D3
	D4
	D5
	D6
	0,02%
	0,70%
	0,33%
	0,24%
	0,17%
	0,02%
Tabela 2: Desvios.
De acordo com os resultados obtidos, considerando uma tolerância de desvio de 5%, podemos afirmas que o produto da pressão com o volume (Pn x Vn) permaneceu constante.
Construção do Gráfico 1: P = f(v)
Com os dados listados na tabela, foi possível construir o gráfico da pressão versus o volume.
	V (mL)
	35,68
	33,68
	31,68
	29,68
	27,68
	25,68
	P(kgf/cm2)
	1,2775
	1,3441
	1,444
	1,54
	1,65
	1,775
Tabela 3: Valores correspondentes aos eixos do gráfico.
Escala eixo x:
Escala (x): = = 0,70 cm/mL
Para V1 =35,68 x 0,70 = 25,0 cm
Para V2 = 33,68 x 0,70 = 23,6 cm
Para V3 = 31,68 x 0,70 = 22,2 cm
Para V4 = 29,68 x 0,70 = 20,8 cm
Para V5 = 27,68 x 0,70 = 19,4 cm
Para V6 = 25,68 x 0,70 = 18,0 cm
Escala eixo y:
Escala (y): = = 8,45 cm/ kgf/cm2
Para P 1 = 1,2775 x 8,45 = 10,8 cm
Para P 2 = 1,3441 x 8,45 = 11,3 cm
Para P 3 = 1,444 x 8,45 = 12,2 cm
Para P 4 = 1,54 x 8,45 = 13,0 cm
Para P 5 = 1,65 x 8,45 = 13,9 cm
Para P 6 = 1,775 x 8,45 = 15,0 cm
Com esses resultados, obtivemos os pontos e marcamos no papel milimetrado.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Verificamos que, de acordo com as leis da termodinâmica uma transformação isotérmica é aquela na qual a temperatura é mantida constante. Assim temos que, um gás  evolui isotermicamente de um estado   para outro com variação de pressão e volume, conforme a Lei de Boyle-Mariotte.
Quando aplicamos uma pressão externa sobre a seringa, notamos que houve o aumento de pressão e o volume do ar ocupado dentro da seringa diminuiu. Contudo, conclui-se que, a relação de inversão entre as grandezas pressão e volume, além de ser facilmenteobservada, é possível demonstrá-la matematicamente, através de cálculos simples de pressão, volume e temperatura. 
Sendo assim, comprovamos a Lei de Boyle-Mariotte e a experiência realizada foi bem sucedida já que, através dela foram obtidos resultados aproximadamente constantes (p.V= k).
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
L. Rosenfeld, Classical Statistical Mechanics (Livraria da Física/CBPF, São Paulo, 2015).
L. I. Medeiros, As Contribuições De Robert Boyle À Química Face A Uma Visão Interdisciplinar Com A Geografia; IFRN, Natal-; IFRN, Natal-RN, 2005).