Relatório Lei de Boyle-Mariotte

Prévia do material em texto

Centro de Ciências e Tecnologia - CCT 
Unidade Acadêmica de Física - UAF 
 Física Experimental I - T12 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO 
 LEI DE BOYLE-MARIOTTE 
 
 
 
 
 
 
Aluna: Flávia Medeiros Melo 
Professor: Alexandre José de Almeida Gama 
Campina Grande 
Setembro de 2021 
 
 
 
 
Sumário 
Lista de figuras -----------------------------------------------------------------------------------------3 
Lista de tabelas ----------------------------------------------------------------------------------------4 
1. Introdução -------------------------------------------------------------------------------------------5 
 1.1 Objetivo-----------------------------------------------------------------------------------------5 
 1.2 Material utilizado-----------------------------------------------------------------------------6 
2. Procedimento e análises -----------------------------------------------------------------------7 
3. Conclusão ------------------------------------------------------------------------------------------10 
4. Referências bibliográficas --------------------------------------------------------------------11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de figuras 
Figura I: Relação entre a constante e a P e V -------------------------------------------------5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Lista de tabelas 
Tabela I: Relação entre alturas --------------------------------------------------8 
Tabela II: Relação entre L0 e H1----------------------------------------------8 
Tabela III: Determinação do volume---------------------------------------------9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
A Lei de Boyle, também conhecida como Lei de Boyle-Mariotte que diz o seguinte: 
“Em um sistema fechado em que a temperatura é mantida constante, verifica-se que 
determinada massa de gás ocupa um volume inversamente proporcional a sua 
pressão.” 
Isso significa que se dobrarmos a pressão exercida por um gás em um sistema 
fechado, o volume irá diminuir pela metade e assim por diante, conforme mostrado 
na imagem abaixo. O contrário também ocorre, isto é, se diminuirmos a pressão pela 
metade, o volume ocupado pelo gás será o dobro. 
Quando duas grandezas como essas são inversamente proporcionais, o seu produto 
é uma constante; desse modo, matematicamente, essa relação pode ser 
representada assim: 
P.V = k 
Isso pode ser observado por meio dos dados na tabela abaixo: 
 
Figura I: Relação entre a constante e a P e V. 
 
 
1.1 Objetivos 
Este experimento tem como principais objetivos, a verificação 
experimental da Lei de Boyle-Mariotte e a determinação da pressão 
atmosférica e densidade local. 
 
1.2 Material utilizado 
• Manômetro de mercúrio (Hg) 
• Termômetro 
• Paquímetro 
• Haste 
• Mangueira 
• Funil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Procedimentos e análises 
Para realizar este experimento, primeiro mediu-se com o paquímetro e anotou-se 
o diâmetro do tubo esquerdo fixado na montagem, além da temperatura ambiente. 
A válvula foi aberta na parte superior do tubo esquerdo e foi certificado que o funil 
estivesse na posição mais baixa. Em seguida, o funil foi cuidadosamente levantado, 
fazendo com que o nível de mercúrio nos tubos atingisse o marco 0,0 da escala 
fixada entre os tubos. Fechou-se a válvula e o comprimento L0 da coluna de ar 
confinado no ramo esquerdo do manômetro foi anotado. 
Logo após o fechamento das válvulas, levantou-se o funil em mais ou menos 3 
cm, anotando a altura do ramo esquerdo (h1) e do ramo esquerdo (h2) do 
manômetro, os resultados foram anotados na Tabela I. Esse passo foi repetido até 
completar a tabela. 
Abaixamos o funil até mais ou menos a metade da altura em que se encontrava e 
em seguida foi aberta a válvula e observamos o que aconteceu com os níveis de 
mercúrio. 
Diâmetro interno do ramo esquerdo do tubo: 6,7 mm 
Temperatura ambiente: 24,0 °C 
Comprimento do ramo : 35 cm 
 
 
 1 2 3 4 5 6 
h1(cmHg) 0,00 3,6 6,1 7,6 8,0 8,5 
h2 (cm.Hg) 0,0 12,0 21,0 27,5 28,5 31,0 
Tabela I: Relação entre alturas 
 
O enunciando da lei de Boyle Mariotte afirma que ao se comprimir um gás 
mantendo sua temperatura constante, a pressão do mesmo varia com o 
inverso do volume. 
 PV = nRT => nRT é uma constante, então PV = C, assim P = C/V. 
 
 
 
 
 
 
 
Pode-se achar a pressão manométrica (Dh )exercida pelo ar confinado, 
fazendo Dh = h2 - h1. 
 
 
 
 
1 2 3 4 5 6 
Dh (cmHg) 0,0 9,0 14,9 19,9 20,5 22,5 
L (cm) 35,0 31,4 28,9 27,4 27,0 26,5 
Tabela II: Relação entre L0 e H1 
Onde L é a diferença entra L0 que é a altura inicial e h1. 
O volume inicial do gás é encontrado sabendo-se o raio e o comprimento do 
recipiente no qual o mesmo se encontra, pois o volume do recipiente, no caso um 
cilindro é dado por V = p. r2 . L , onde r é o raio do cilindro e L é o comprimento. 
Sabendo os diferentes valores de L, podemos, então, calcular os diferentes volumes 
do gás, preenchendo assim, a Tabela-III: 
 
 
 
1 2 3 4 5 6 
h (cmHg) 0,0 9,0 14,9 19,9 20,5 22,5 
V (cm3) 1.233,4 1.106,5 1.018,4 965,5 951,4 933,8 
Tabela III: Determinação do volume 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Conclusão 
Calculando o erro percentual cometido na determinação da pressão 
atmosférica local (P0), considerando o valor em Campina Grande de 71,5 
cmHg. 
 
e% = |Vexp – Vteo|x100 = |71,42 –71,5|x100 = 0,11% 
 Vexp 71,5 
 
Pode-se calcular o numero de moles existentes no ramo esquerdo do 
tubo através da equação dos gases ideais: 
Temos que: 
R = 0,0821 atm.l/mol.k 
T = 27+ 273 = 300K 
Como: 
 
 
Pode-se calcular a densidade do ar no laboratório utilizando a fórmula: 
 
 
Não se deve usar outro ponto do experimento pois o primeiro ponto tem-
se a pressão manométrica igual a zero, ou seja, a pressão total é a pressão 
atmosférica, então podemos usar esse volume inicial pra calcularmos a 
densidade.. 
Se houvesse vazamento, a pressão manométrica seria menor, podendo 
até ser igual a atmosférica, assim não poderíamos calcular o valor exato da 
pressão atmosférica. 
Temos como erros sistemáticos possíveis vazamentos do gás e trata-lo 
como um gás ideal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Referências Bibliográficas 
Mundo Escola. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/lei-boyle-
sobre-transformacao-isotermica.htm. Acesso em 25 de setembro de 2021. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/lei-boyle-sobre-transformacao-isotermica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/lei-boyle-sobre-transformacao-isotermica.htm