Relatorio - Lei de Boyle

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Física Experimental II: Relatório do Trabalho Prático IV
Relatório referente à aula de sábado, dia 15/11/2020, sobre a Lei de Boyle, na disciplina Física Experimental II, no curso de Engenharia Elétrica, na Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais.
Professor: Euzimar Marcelo Leite.
RESUMO
A lei de Boyle tem grandes aplicações no nosso cotidiano. Na presente prática, um conjunto Boyle-Mariotte foi usado para verificar o aumento da pressão manométrica dentro de um sistema fechado com pistão. Desta maneira, foi possível verificar a validade da Lei de Boyle, a partir da diferença entre os valores obtidos experimentalmente e do gráfico linearizado, sendo igual a 9,37%. Além disto, a quantidade de mol encontrada foi de 4638 e o número de moléculas igual a 2,793.1027. 
Palavras – chave: Boyle, Gases, Pressão.
SUMÁRIO
1 Resumo							 		3
2 Introdução										5
3 Desenvolvimento 									5
4 Resultados										6
5 Conclusões										8
1. Introdução
A Lei de Boyle diz que sob temperatura constante, o volume V ocupado por uma certa massa de gás é inversamente proporcional à pressão P à qual o gás está submetido. Uma vez dito isto, pode ser escrita matematicamente como:
PV = constante
Esta relação é rigorosamente válida para gases ideias e se aproxima muito para os reais.
2. Desenvolvimento
a. Objetivos Geral
A presente prática tem como objetivo verificar a validade da Lei de Boyle e estimar o número de partículas dentro de um tubo.
b. Procedimento
i. Material Utilizado:
· Conjunto Boyle-Mariotte e termêmetro
· Laptop com Windows 10 instalado.
c. Materiais
Figura 1: Conjunto Boyle-Mariotte
Fonte: Roteiro da Prática
Figura 2: Referência para leitura do comprimento da coluna de ar no tubo. A leitura deve ser feita pelo anel de borracha de vedação.
Fonte: Roteiro da Prática
ii. Descrição do Experimento
Um conjunto Boyle – Mariotte foi utilizado para aumentar a pressão da coluna de ar em um tubo. A leitura foi feita por um anel de borracha de vedação e a pressão manométrica do sistema somada à pressão atmosférica para encontrar a pressão total. O volume do sistema é encontrado ao se multiplicar a área da seção transversal do êmbolo pelo comprimento do tubo, marcado na sua vidraria.
3. RESULTADOS
Os resultados de pressão total do sistema e volume são compilados na Tabela 1 abaixo e a média foi calculada, além dos valores de desvio médio e desvio relativo. Os dados da tabela mostram o quanto o valor PV se mantém constante ao longo do experimento.
Tabela 1: Dados referente à pressão e volume de todos os estágios do experimento
	P0 (kgf/cm²)
	Pman
	PTOTAL
	L (cm)
	A (cm²)
	V (cm³)
	PV (kgf.cm)
	
	0,100
	1,133
	11,6
	
	105,32
	119,32
	
	0,200
	1,233
	10,8
	
	98,05
	120,90
	
	0,300
	1,333
	10,0
	
	90,79
	121,02
	1,033
	0,400
	1,433
	9,3
	9,079
	84,44
	120,99
	
	0,500
	1,533
	8,5
	
	77,17
	118,30
	
	0,600
	1,633
	8,0
	
	72,63
	118,61
	
	0,700
	1,733
	7,5
	
	68,09
	118,00
	
	0,800
	1,833
	7,0
	
	63,55
	116,49
	
	
	
	
	
	Média
	119,21
	
	
	
	
	
	Desvio Médio
	1,20
	
	
	
	
	
	Desvio Relativo
	1,01%
	
A Figura 1 a seguir mostra o gráfico formados pelos valores da pressão total do sistema pelo valor de 1/V. Além disso, a regressão linear também foi calculada.
Figura 1: Pressão Total x 1/V
Fonte: Própria (2020)
	A partir da regressão linear dos dados do gráfico, a relação entre as variáveis é dada por:
	O valor de PV obtido a partir da média na Tabela 1 é igual a 119,21. Já o valor a partir da regressão linear é igual a 108,04. A diferença relativa entre ambos valores é de:
ε = 
	Como o valor da diferença relativa é menor que 10%, pode-se dizer que a Lei de Boyle é válida para este sistema.
	Além disso, tendo em vista a Equação do gás ideal, pode-se estimar o número de mols envolvidos no experimento. 
PV = nRT
119,21 . = n.8,314.(273,15+30)
n = 4638 mol
	O número de partículas envolvidas é de 
N = n. 6,022 . 1023 = 2,793.1027 moléculas
4. CONCLUSÃO
A partir da prática em questão foi possível verificar a validade da Lei de Boyle para o sistema em questão, onde a diferença entre os valores obtidos experimentalmente de PV e aquele obtido a partir da regressão linear do gráfico diferem de 9,37%. O número de mol envolvido no experimento é de 4638 e o número de moléculas igual a 2,793.1027.
O objetivo da prática foi plenamente atendido, uma vez que foi possível, por meio dos cálculos, observar a validade da Lei de Boyle para sistemas de baixa pressão, que se aproximam de um sistema com gases ideais.
Pressão Total x 1/V
1.019854527950133E-2	1.1014428901861438E-2	1.1843471937485417E-2	1.295815164924875E-2	1.3768036127326798E-2	1.4685905202481917E-2	1.5734898431230625E-2	1.2330000000000001	1.333	1.4330000000000001	1.5329999999999999	1.633	1.7330000000000001	1.833