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Física Experimental – 05/2017 – Turma H 
Experimento 7: Gases Ideais 
17/05/2017 
Participantes: 
1. Gabriel Rodrigues de Oliveira: 15/0010371; 
2. Moisés Silva de Sousa: 16/0015685. 
Introdução: 
 Sabe-se que ao confinarmos, em recipientes idênticos (ou seja, de volumes iguais), 
amostras de n gases a 1 mol, e considerarmos a temperatura constante para ambos os 
confinamentos, a pressão dentro das “garrafas” serão iguais. Portanto, os gases com densidades 
muito baixas obedecem a seguinte relação matemática: 
ܸܲ = ܴ݊ܶ 
...onde P é a pressão, V corresponde ao volume ocupado pelo gás, n o número de moles, T a 
temperatura absoluta (em Kelvin) e R como sendo a constante universal dos gases. R se chama 
constante universal, pois é igual para todos os gases, e vale aproximadamente: 
ܴ = 8,31 ∗ 
ܬ
݉݋݈ ∗ ܭ
 
 Embora nenhum gás obedeça fielmente a essa equação (a primeira), ela se torna uma boa 
aproximação. O comportamento dos gases reais se aproxima do previsto para o modelo ideal 
quando em altas temperaturas e baixas pressões. Vale lembrar que quanto mais rarefeito o gás se 
torna, o resultado proveniente da primeira equação estará mais próximo do real, enquanto que 
quanto mais perto do ponto de liquefação, a aproximação estará mais prejudicada. 
No do estudo dos gases, a Teoria Cinética começa com o conceito de gás ideal. O 
comportamento dos gases em situações reais, como dita anteriormente, aproxima-se do 
comportamento dos gases ideais, ou seja, obedecendo à lei dos gases (primeira equação). Os 
axiomas dessa teoria dos gases estabelecem que as moléculas do gás ideal ou perfeito: 
1. Movem-se desordenadamente e apresentam velocidades variáveis, cuja média está 
relacionada com a temperatura do gás; 
2. Não interagem, exceto durante as colisões; 
3. Não há perda energética nas colisões entre as moléculas ou paredes do recipiente; 
4. Apresentam volume próprio total desprezível, quando se compara com o volume ocupado 
pelo gás. 
 
 
Objetivos: 
 Verificar, experimentalmente, o grau de dependência entre a pressão e o volume de um 
gás submetido a uma determinada temperatura (constante), bem como elucidar a relação entre 
volume e temperatura à pressão constante e, a partir dessas medidas, determinar a pressão 
ambiente e estimar a temperatura do zero absoluto. 
 
 
 
2 
 
Materiais: 
 Recipiente de medida com controle de temperatura contendo um determinado volume de 
ar que pode ser variado com auxílio de coluna de mercúrio; 
 Reservatório de armazenamento de mercúrio cuja posição vertical pode ser variada; 
 Régua graduada para medida da coluna de mercúrio; 
 Aquecedor com circulador de água para alterar a temperatura do volume de ar 
 Termômetro. 
Procedimentos: 
1. Dependência entre a pressão e o volume à temperatura constante: Lei de Boyle-
Mariotte: 
 Primeiramente, deve se certificar que a rolha esteja solta; 
 Posteriormente, ajustar a temperatura do circulador a uma temperatura menor que a 
do ambiente, de forma que ele não ligue. Dessa forma, a água que está dentro do 
equipamento, continuará com temperatura constante; 
 Em seguida, ligue o circulador, e passados dois minutos, anote a temperatura da água 
com a ajuda de um termômetro; 
 Agora, posicione o reservatório de forma que o nível de mercúrio tanto do 
equipamento quanto do reservatório de medida se igualem; 
 Variando a posição do reservatório (10 posições), anote os valores dos níveis do 
mercúrio e no êmbolo fechado preenchendo uma tabela de duas colunas. Na primeira, 
os valores serão dos níveis de mercúrio no reservatório, enquanto que na segunda 
será do recipiente; 
 Determine o tamanho da coluna de mercúrio, o valor do acréscimo da pressão em 
cada ponto distinto em que o reservatório se encontrava; 
 Produza um gráfico de ∆P em função do inverso do volume. 
2. Dependência entre o volume e a temperatura à pressão constante: Lei de Gay-
Lussac: 
 Em uma nova tabela, preencha a primeira coluna com a temperatura marcada no 
termômetro e na segunda coloque o valor da posição da medida do mercúrio (em 
mm); 
 Posicione o reservatório de forma que a medida do mercúrio se iguale com o nível 
dentro do reservatório. Estime um valor para o volume, anotando o tamanho da 
coluna de ar; 
 Ligue o aquecedor, e aumente a temperatura de 7 em 7 graus e anote em uma tabela 
os valores dos níveis de mercúrio. Espere a estabilização e anote a posição do nível 
de mercúrio. Lembre-se: o aumento da temperatura provoca um aumento da pressão. 
Como P deve ser mantida constante, movimente o reservatório de forma que os níveis 
de mercúrio do recipiente e no reservatório se igualem (isso garante que P fique 
constante); 
 Construa um gráfico de V x T, linearize e anote a equação do gráfico; 
 Analise o gráfico e determine um valor de temperatura na qual o volume extrapolado 
seria zero. 
3. Dependência entre a pressão e a temperatura a volume constante: Lei de Amontons: 
 Com os dados aferidos acima, estipule o porquê da dependência da Pressão com a 
Temperatura constante. 
 
 
 
3 
 
Resultados e Análise: 
Parte I: 
 Afim de estabelecer a relação entre a pressão e o volume em um sistema com temperatura 
constante, aferimos primeiramente, com ajuda de um termômetro, a temperatura ambiente. 
Constatou-se que no momento do experimento, faziam 26ºC. 
 
Figura 1 Referencial para a aquisição de dados 
 Posteriormente, ao escolhermos um ponto de referência para aquisição de dados (imagem 
acima), fizemos 10 medições em posições diferentes, de forma que pudéssemos estabelecer um 
∆P, que seria a diferença entre o volume de mercúrio indicado no reservatório com relação ao 
recipiente. Segue abaixo, os valores obtidos em cada das situações: 
Dentro do Reservatório Dentro do Recipiente de Medida 
10 cm 65,6 cm 
15 cm 68,7 cm 
20 cm 71,3 cm 
25 cm 73,8 cm 
30 cm 76,1 cm 
35 cm 78,3 cm 
40 cm 79,7 cm 
45 cm 80,9 cm 
50 cm 81,9 cm 
55 cm 82,7 cm 
Nota: os valores (em centímetros), obtidos acima, são referentes à distância do ponto P0 
(indicada por uma seta na Figura 1) até a marcação do nível de mercúrio dos recipientes. 
 Com os dados coletados, podemos agora manipular a Lei Geral dos Gases, de forma que 
possamos atribuir ao próximo gráfico que a diferença de pressão se deve ao inverso do volume. 
 Como temperatura é constante, podemos inferir que: 
ܸܲ = ܿݐ݁ 
...uma vez que em: 
ܸܲ = ܴ݊ܶ 
... os valores para “n”, “R” e “T”, são constantes. Dessa forma: 
ܲ = 
௖௧௘
௏
, ou ainda ܲ = ܿݐ݁ ∗ 
ଵ
௏
 
4 
 
Portanto, na primeira etapa desse experimento foi analisado a Lei de Boyle-Mariotte, 
onde é uma lei que relaciona linearmente a pressão e o inverso do volume. Para casos em que a 
temperatura se mantiver constante, se a pressão aumenta, o volume decresce e vice-versa (como 
visto no gráfico). Isso acontece porque as moléculas têm mais espaço para se mover, por isso, o 
número de choques com a parede do recipiente diminui. 
Posição Volume Aproximado ∆P 
1 24,4 cm³ 55,6 cm 
2 21,6 cm³ 53,7 cm 
3 18,2 cm³ 51,3 cm 
4 15,6 cm³ 48,8 cm 
5 13,6 cm³ 46,1 cm 
6 11,9 cm³ 43,3 cm 
7 10,5 cm³ 39,7 cm 
8 9,2 cm³ 35,9 cm 
9 8,2 cm³ 31,9 cm 
10 7,1 cm³ 27,7 cm 
 
 Segue o gráfico: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
y = -283,21x + 66,933
0
10
20
30
40
50
60
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16
∆
P 
(e
m
 c
m
H
g)
1/V (em cm³)
∆P = 1/V 
5 
 
Parte II: 
 Agora, a meta nessa parte do experimento é relacionar a dependência do volume com a 
temperatura, partindo do pressuposto que a pressão se mantém constante. Dessa forma, ao 
aumentarmos gradualmente a temperatura do circulador, aferimos os seguintes resultados: 
Temperatura Nível de Mercúrio no Recipiente 
26º 4,2cm 
34º 4,3 cm 
42º 4,4 cm 
50º 4,5 cm 
60º 4,7 cm 
68º 4,8 cm 
76º 4,9 cm 
84º 5,0 cm 
 
 
 Observa-se do gráfico, o comportamento linear da reta. Isso é esperado, porque, quando 
a pressão torna-se constante, o volume (eixo y) dependerá apenas da temperatura. Ou seja, a 
medida que a temperatura aumenta, o volume ocupado pelo gás também aumentará, pois, 
podemos inferir da Lei Geral dos Gases que: 
ܸ =
ܴ݊ܶ
ܲ
 
... como a pressão, assim como o número de moles e a constante universal, não se alterarão, 
podemos concluir que a relação do volume e temperatura, em sistemas isobáricos, é proporcional. 
Veja: 
ܸ = ܿݐ݁ ∗ ܶ 
... ou seja, o aumento da temperatura permite um aumento do volume ocupado pelo gás. 
 
 
 
y = 0,0144x + 3,8106
4,1
4,2
4,3
4,4
4,5
4,6
4,7
4,8
4,9
5
5,1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
V
ol
um
e 
do
 R
ec
ip
ie
nt
e 
(e
m
 c
m
³)
Temperatura (em Celsius)
V = cte * T
6 
 
Parte III: 
As medidas tomadas por Amontons mostra que se um volume de ar dentro de um 
recipiente que está fechado era aquecido da temperatura ambiente até a temperatura na qual a 
água evapora, onde o volume do gás é constante. Se Tc representa uma mudança em temperatura 
numa escala termodinâmica, e Pc é mudança resultante de pressão, então: 
ܲܿ
ܶܿ
= ܿݐ݁ 
Conclusão: 
 Ao observarmos três sistemas, em que cada um deles tivemos o controle de pelo menos 
uma grandeza, notamos a relação existente entre as outras duas restantes. 
 No primeiro caso, quando a temperatura ficou constante, concluímos, a partir de 
manipulação geométrica, que a pressão se relaciona com o inverso do volume ocupado pelo gás 
(quando se fala em um sistema com temperatura constante), ou seja, visualmente falando se 
traduz em um gráfico com coeficiente angular negativo. Isso significa que são grandezas 
inversamente proporcionais, e à medida que se eleva, o outro diminui. 
 Já para o caso em que a pressão se manteve constante durante o processo de aquisição de 
dados, notou-se que Temperatura e Volume (no caso isobárico), a partir da visualização do 
gráfico, se tratam de grandezas proporcionais, ou seja, caso alguma tenha um ligeiro aumento ou 
decaimento, a outra também seguirá esse movimento. No nosso experimento, como estávamos 
aumentando a temperatura, o volume também aumentou. 
 Por fim, quando relacionamos a Pressão e Temperatura a um volume constante, notou-se 
o mesmo movimento de proporcionalidade ocorrida na parte II. Portanto, quando se aumenta a 
pressão, a temperatura também aumenta e vice-versa. 
Bibliografia: 
 Halliday, D. & Resnick, R. Fundamentos de Física – 2 - Gravitação, Ondas e 
Termodinâmica, LTC; 
 Nussenzveig, H. M. Curso de Física Básica – 2 – Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor. 
Editora Edgard Blucher LTDA; 
 Site: http://educacao.globo.com/fisica/assunto/termica/gases-ideais.html acesso em 
17/05/2017, às 07:36.