RELATÓRIO SOBRE TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA E A LEI DE BOYLE-MARIOTTE

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA GCET099.P_ Física Geral e Experimental II
RELATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL 
Cruz das Almas - BA
NOVEMBRO – 2019
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RECÔNCAVO DA BAHIA GCET099 _ Física Geral e Experimental II
DISCENTES:
 WANDERSON SANTANA SANTOS
TURMA: T10
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA E A LEI DE BOYLE-MARIOTTE 
Relatório de experimento realizado no dia 21 de outubro de 2019 e apresentado à disciplina de Física Geral e Experimental II para a turma T10 do Curso de Bacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas como avaliação de aprendizagem.
Prof. Balbino Jose da Silva Pomponet Filho.
Cruz das Almas - BA
NOVEMBRO – 2019
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................. 3
2. MATERIAIS UTILIZADOS ............................................................................................ 4
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ........................................................................ 4
4. ANÁLISE DOS DADOS ................................................................................................... 6
5. CONCLUSÃO ................................................................................................................... 8
6. BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................. 9
1. INTRODUÇÃO
Robert Boyle foi um físico e químico inglês que aperfeiçoou a máquina pneumática, e estabeleceu a diferença entre mistura e combinação química, realizou observações importantes sobre o vácuo e estudou a pressão atmosférica e também elaborou uma lei onde uma transformação isotérmica é uma transformação termodinâmica na qual a temperatura é mantida constante. E considerando que a massa do gás também se mantém constante, temos que a pressão e o volume do gás são as grandezas que variam durante a transformação.
Edme Mariotte estabeleceu um lei sobre a deformação elástica dos sólidos (1660) e foi o descobridor da chamada lei da compressibilidade dos gases (1676), que relaciona volume com pressão para gases. Na mesma época Robert Boyle trabalhou no mesmo assunto, chegando ao mesmo resultado, por isso em geral a lei é chamada de Boyle-Mariotte. 
A lei de Boyle-Mariotte diz que sobre temperatura constante, o produto da pressão e do volume de uma massa gasosa é constante, sendo, portanto, inversamente proporcionais.
Este experimento buscou reconhecer o comportamento do volume de um gás em função da pressão, mantendo a temperatura constante, para verificação da validade da lei de Boyle-Mariotte na transformação isotérmica de uma massa gasosa.
2. MATERIAIS UTILIZADOS 
a) Tripé com haste e sapatas niveladoras.
b) Haste metálica com 400 mm.
c) Painel posicionador.
d) Parafuso micrométrico com escala espelhada.
e) Manípulo.
f) Seringa em vidro resistente com escala volumétrica.
g) Válvula.
h) Tubo de conexão.
i) Monômetro com fundo de escala de 2 kgf/cm².
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
· Parte 1
No primeiro momento abrimos a válvula e levantamos o êmbolo da seringa para introduzir o volume inicial de 15 ml de ar no interior da seringa. Em seguida giramos o manípulo até a pressão de 0,6 kgf/cm², aguardamos durante 1 minuto e observamos se a pressão se manteve constante. Logo após, com o auxilio de um termômetro foi medido a temperatura ambiente da sala e anotamos os valores na folha de dados.
· Parte 2 
Nessa parte, abrimos novamente a válvula e elevamos o êmbolo da seringa para introduzir o volume de 15 ml de ar, como na primeira parte. Em seguida, fechamos a válvula e fizemos o processo de comprimir gradualmente o gás existente na seringa, com o intuito de obter o valor da pressão registrada no manômetro. Para isso, foi realizado três voltas no manípulo antes de cada leitura da pressão, observamos o volume ocupado pelo gás e a pressão manométrica correspondente, os valores foram anotados na tabela abaixo.
	
	Medições
	Volume (ml)
	Pressão (kgf/cm²)
	
	
	
	
	Manométrica
	Total
	
	
	0
	
	0
	1
	66666,66667
	15
	1
	
	0
	1
	73260,07326
	13,65
	2
	
	0,02
	1,02
	81300,81301
	12,55
	3
	 
	0,02
	1,02
	91324,20091
	11,17
	4
	
	0,02
	1,02
	104166,6667
	9,79
	5
	
	0,06
	1,06
	121212,1212
	8,74
	6
	
	0,2
	1,20
	144927,5362
	8,28
	7
	
	0,34
	1,34
	180180,1802
	7,44
	8
	
	0,5
	1,50
	238095,2381
	6,3
	9
	
	0,6 
	1,60
	350877,193
	4.56 
Tabela 1- dados experimentais coletados na transformação isométrica.
Para calcular o volume em m³ utilizou-se a relação 1ml = 1cm³ = 1 x 10-6 m³
A pressão total foi encontrada utilizando a relação Ptotal = Patm + Pmanométrica
A temperatura local foi medida com auxilio de um termômetro e encontramos o valor T = 27ºC
4. ANÁLISE DOS DADOS 
Analisando a tabela 1 nota-se que a multiplicação da pressão total com o volume fica relativamente próximas no inicio, porém nos últimos dados apresentam resultados mais discrepantes, o que pode ser justificado por erro humano ou do instrumento. Cabe ressaltar que na medição nove o manípulo completou apenas uma volta e meia, pois o embolo já havia descido totalmente.
Sabemos que P x V = M x R x T , onde: P = pressão (atm), V = volume (L), M = número de mols, R= constante de Clapeyron = 0,082 atm.L/mol.K, T = temperatura (°C). Então adotando T = 27°C obtemos o número de mols do gás contido na seringa que é igual a 
É possível observar no gráfico 1 que a relação entre pressão e volume é inversamente proporcional, a medida que a pressão aumenta o volume diminui e vice-versa.
É possível observar no gráfico 2 que a relação entre pressão total e o inverso do volume é de proporcionalidade uma vez que a medida que a pressão aumenta o volume também aumenta. O coeficiente angular da reta determina a inclinação da reta em relação ao eixo x e o coeficiente linear representa o valor numérico por onde a reta passa no eixo das ordenadas (y).
	log volume
	log Pressão total
	1,18
	0
	1,14
	0
	1,09
	0,0086
	1,04
	0,0086
	0,98
	0,0086
	0,92
	0,02
	0,84
	0,08
	0,74
	0,13
	0,62
	0,18
	0,45
	0,2
Analisando o gráfico 3 é possível observar que que a relação entre log da pressão total e log do volume é inversamente proporcional, a medida que a pressão aumenta o volume diminui e vice-versa. 
5. CONCLUSÃO
Observamos que os gases estudados tratam-se de reais e não ideais, mas ainda assim adotando cálculos para gases ideais obteve-se resultados satisfatórios que aproximam-se da teoria, tendo alguns desvios de medidas que podem ser associados a calibragem dos equipamentos, erros humanos ao executar o procedimento experimental, ou por não se tratar de um gás ideal com alto grau de pureza. O experimento foi de suma importância, pois, através do mesmo pode-se compreender com maior clareza com funciona a lei de Boyle-Mariotte, assim os objetivos propostos foram alcançados, visto que presenciou-se o comportamento do volume de um gás em função da pressão tendo a temperatura constante.
6. BIBLIOGRAFIA
HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl, Fundamentos de física 2- Gravitação, ondas e termodinâmica. LTC 10ª ed. – Rio de Janeiro. Cap. 15. 2016.
BOSQUILHA, ALESSANDRA, PELLEGRINI; Minimanual Compacto de Física Teoria e Prática; Editora Rideel, 2ªed. São Paulo. 2003.	
 
Gráfico 1 - Pressão vs Volume
pressão	15	13.65	12.3	10.95	9.6	8.25	6.9	5.55	4.2	2.85	0	0	0.02	0.02	0.02	0.06	0.2	0.34	0.5	0.6	Volume (cm³)
Pressão (kgf/cm³)
Gráfico 2 - Pressão total vs Inverso do Volume
Pressão total	66666.666700000002	73260.073260000005	81300.813009999998	91324.20091	104166.6667	121212.12119999999	144927.5362	180180.1802	238095.23809999999	350877.19300000003	1	1	1.02	1.02	1.02	1.06	1.2	1.34	1.5	1.6	Inverso do Volume V-1 (m-3)
Pressão total (kgf/cm²)
Gráfico 3 - log Pressão total vs log Volume
log Pressão total	1.18	1.1399999999999999	1.0900000000000001	1.04	0.98	0.92	0.84	0.74	0.62	0.45	0	0	8.6E-3	8.6E-3	8.6E-3	0.02	0.08	0.130.18	0.2	log volume
log pressão total
9