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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA CENTRO DE CIÊNCIAS, TECNOLOGIA E SAÚDE – CCTS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL CAMPUS VIII/ ARARUNA-PB Equipe: Francisco Humberlânio Tavares de Araújo Matrícula: 122671961 Paulo César Ferreira Dias Filho Matrícula: 122672127 Turma: 3º Período LEI DE BOYLE Araruna – PB, 12 de Dezembro de 2013 INTRODUÇÃO Têm-se como objetivo neste presente trabalho, a explicação e a verificação da Lei de Boyle. Essa lei é princípio fundamental para as transformações gasosas isotérmicas. Um físico realizou experimentos de variação da pressão e do volume dos gases com a temperatura constante. A partir dos resultados desses experimentos foi constatado que: Em um sistema fechado com temperatura constante, o gás ocupa um volume inversamente proporcional a sua pressão. Essa lei é válida para todos os gases e presume basicamente que, à medida que se aumenta a pressão sobre um gás, seu volume diminui. Isso, graças à relação de inversão na proporcionalidade existente entre essas duas grandezas. OBJETIVO O seguinte experimento tem como objetivo mostrar que, a lei de Boyle é válida e que pressão e volume realmente são inversamente proporcionais quando tidos sobre uma mesma temperatura. PROCEDIMETO EXPERIMENTAL Para a realização deste experimento é necessária à análise de todo o material a ser utilizado e o seguimento correto de todos os procedimentos necessários para se chegar a uma conclusão verdadeira. MATERIAL Aparelho para a lei de Boyle-Mariott, com diâmetro de pistão 34,00 mm. PROCEDIMENTO 1- Verifique se o equipamento esta funcionando corretamente. Figura 1: Aparelho para estudo da Lei de Boyle Fonte: http://www.homelab.com.br/home/produtos/detalhes?pagina=0&id=231 2- Abria a válvula e ajuste o pistão para que tenha máximo volume. Feche e movimente o pistão girando o manipulo até que o manômetro indique a menor pressão possível. 3- Observe a posição do pistão e calcule o volume de ar no cilindro. 4- Verifique a temperatura ambiente e calcule o número de mols. 5- Movimente o pistão até que indique p = 1,1 atm. 6- Repita o procedimento anterior pra p = 1,2 atm., p = 1,3 atm., p = 1,4 atm., p = 1,5 atm., p = 1,6 atm., p = 1,7 atm. e p = 1,8 atm. 6- Transformar os valores de atm. para kgf/ cm² e N/m². 7- Observar cada nova posição do pistão e calcular o volume de ar no cilindro. 8- Completar a tabela e fazer os cálculos para obter os resultados e construir os gráficos. RESULTADOS TABELA 1 N P(atm) P(kgf/ cm²) P(N/m²) X(cm) V(m³)x P. V (J) 1 1,1 1,1365 111457,5 13,3 2,4100 0,2686 2 1,2 1,2398 121590 12,4 2,2200 0,2699 3 1,3 1,3441 131722,5 11,2 2,0400 0,2687 4 1,4 1,4465 141855 10,5 1,8900 0,2681 5 1,5 1,5498 151987,5 9,7 1,7700 0,2690 6 1,6 1,6531 162120 9,1 1,6600 0,2691 7 1,7 1,7564 172252,5 8,6 1,5600 0,2687 8 1,8 1,8598 182385 8,2 1,4700 0,2681 Gráfico P.V: Gráfico P.V Linearizado: Para linearizar a equação que relaciona P e V, basta fazer X = 1 / V na equação gera da reta: Y= A + BX; TABELA 2 1/V (m3)x10-6 0,4149 0,4505 0,4902 0,5291 0,5650 0,6024 0,6410 0,6803 P(atm) 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 Perguntas: Medir a temperatura ambiente e calcular o número de mols. R: T = 27 ºC n = 1,08 x mols Que relação de proporcionalidade existe entre a pressão e o volume? R: O gás ocupa um volume inversamente proporcional a sua pressão. Considerando a tolerância de erro (5%), pode-se afirmar que o produto p.V permaneceu constante? R: Sim. De acordo com os dados obtidos em laboratório e o processamentos dos mesmos, o produto p.V permaneceu constante. CONCLUSÃO Contudo, conclui-se que, a relação de inversão entre as grandezas pressão e volume além de ser facilmente observada, ainda pode ser comprovada matematicamente, através de cálculos simples de pressão, volume e temperatura, sobre pequena margem de erro. Sendo assim, a Lei de Boyle- Mariott é válida e a experiência realizada foi bem sucedida já que, através dela foram obtidos resultados aproximadamente constantes (p.V= k). BIBLIOGRAFIA MUNDO EDUCAÇÃO. Lei de Boyle sobre a transformação isotérmica. Disponível em: < http://www.mundoeducacao.com/quimica/lei-boyle-sobre-transformacao-isotermica.htm>. Acesso em: 11 de Dezembro de 2013. APÊNDICES
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