Lei de Boyle Mariotte

Lei de Boyle Mariotte

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RELATÓRIO DE PRÁTICA 1° BIMESTRE LEI DE BOYLE - MARIOTTE

Acadêmicos:

Mário Kossar Junior

Luiz Evaldo Wolff Bruno Morais Santos

TELÊMACO BORBA – PR 2009

Resumo:

Objetivo é o estudo da transformação isotérmica de uma amostra gasosa, para isto foram provocados alterações, com aumento de pressão do ar, utilizando para isto equipamentos específicos. Quando executada a atividade descrita tem-se a condição de estabelecer a comprovação para a Lei Boyle - Mariotte.

Resumo:2
1. Objetivos dos Experimentos4
2. Introdução - Fundamentação Teórica5
3. Materiais e Equipamentos:7
4. Resultados8
manômetro - Lei de Boyle- Mariotte8
5. Resultados calculos8
5.1.1. Planilha 18
5.1.2. Planilha 29
5.1.3. Gráfico 19
5.1.4. Gráfico 29
6. Análise do comportamento cinético dos gases:10
7. Procedimento experimental10
9. Resultados – Observação do fenômeno1
10. Análise utilizando o equipamento gaseológico:1
1. Procedimento experimental12
13.2. Planilha Equipamento Gaseológico14
13.3. Gráfico de Pressão versus volume é:15
15. Conclusão16

3 4.1. Verificado o principio de funcionamento do Conjunto Emília com 8. Resultados – Verificado o principio de funcionamento do equipamento . 1 12. Verificado o principio de funcionamento do equipamento gaseológico 13 16. Referências Bibliográficas consultadas: .............................................. 16

1. Objetivos dos Experimentos

Comprovação da validade da Lei de Boyle-Mariotte quando observado uma transformação isotérmica de uma massa gasosa. Mantendo a temperatura constante devemos buscar o desenvolvimento de uma função para a alteração de pressão (gráfico P x V, T = k)

2. Introdução - Fundamentação Teórica Robert Boyle.

Robert, Boyle nasceu no castelo de Lismore, na Irlanda, a 25 de janeiro de 1627. Era o sétimo dos catorze filhos do duque de Cork, homem abastado, senhor de terras e membro influente da corte. Sua educação foi primorosa. Ainda criança aprendeu o latim e o francês e, com apenas oito anos, foi mandado para Eton, escola tradicional, freqüentada pelos filhos das mais afortunadas famílias inglesas. Ali permaneceu até 1638, quando, em companhia de um tutor francês, partiu em viagem pela Europa. O roteiro incluía uma estada em Florença (de 1641 a 1642), onde o jovem inglês assistiu aos últimos anos da vida de Galileu Galilei, tendo ocasião de estudar de perto "os paradoxos do grande espectador de estrelas". Pôde, desta forma, assimilar sua posição crítica perante a filosofia aristotética e adquiriu com ele a certeza de que a experiência é a fonte clara e pura dos conhecimentos científicos.

Edme Mariotte.

Estabeleceu uma lei sobre a deformação elástica dos sólidos (1660) e foi o descobridor da chamada Lei de Mariotte ou lei da compressibilidade dos gases (1676), que relaciona volume com pressão para gases. Como o físicomatemático irlandês Robert Boyle (1627-1691) trabalhou na mesmo época no mesmo assunto e chegou ao mesmo resultado, em geral a lei é chamada lei de Boyle-Mariotte. Foi primeiro membro da Académie Royal des Sciences, fundada em Paris (1666). Sua obra mais importante foi Traité du mouviment des eaux et des autres corps fluides (1686), dois anos após sua morte.

Lei de Boyle-Mariotte diz que:

Sob temperatura constante (condições isotermas), o produto da pressão e do volume de uma massa gasosa é constante, sendo, portanto, inversamente proporcionais. Qualquer aumento de pressão produz uma diminuição de volume e qualquer aumento de volume produz uma diminuição de pressão."

Em um gráfico pressão x volume, sob uma temperatura constante, o produto entre pressão e volume deveria ser constante, se o gás fosse perfeito. Existe uma temperatura onde o gás real aparentemente obedece à lei de Boyle- Mariotte. Esta temperatura é chamada de temperatura de Mariotte.

Sob temperatura constante T, o volume V ocupado por uma certa massa de gás é inversamente proporcional à pressão P à qual o gás está submetido”, ou seja:

Vα (1/P), logo, P.V = Constante = K, isto é:

P0.V0 = P1.V1 = P2.V2 == Pn.Vn = K (I)

Esta relação é rigorosa para os gases ideais e tem validade aproximada para os gases reais.

3. Materiais e Equipamentos:

3.1. Análise Lei de Boyle- Mariotte – Conjunto Emília com manômetro:

3.1.1. 01 tripé universal com sapatas niveladoras; 3.1.2. 01 haste principal de 400mm; 3.1.3. 01 painel posicionador; 3.1.4. 01 parafuso micrometálico com escala espelhada e manipulo; 3.1.5. 01 seringa em vidro resistnte com escala volumétrica; 3.1.6. 01 válvula de três vias de desvio de fluxo; 3.1.7. 01 tubo de conexão; 3.1.8. 01 manômetro com fundo de escala e 2kgf/cm2; 3.1.9. 01 presilha de metal;

3.2. Procedimento experimenta Lei de Boyle- Mariotte – Conjunto Emília com manômetro:

3.3. Fechar a válvula com presilha de metal, observar que um volume de ar deve ser mantido confinado no interior da seringa. 3.4. Girar o manipulo até verificar indicação de pressão 0,5 kgf/cm². 3.5. Aguardar um tempo para verificar a vedação do sistema, representada pela 3.6. estabilização da pressão de neste caso 0,5 kgf/cm². 3.7. Acionar o manípulo para obter a pressão de 0,0 kgf/cm². 3.8. Iniciar a observação do lei em questão com o acionamento do manípulo com a frequencia de 03 rotações, tomando nota na alteração provocada no manômetro.

4. Resultados

4.1. Verificado o principio de funcionamento do Conjunto Emília com manômetro - Lei de Boyle- Mariotte.

5. Resultados calculos 5.1. Lei de Boyle-Mariotte – conjunto Emilia com manômetro: 5.1.1. Planilha 1

Medida pressão manométrica (kgf/cm2) pressão total (kgf/cm2)

Manométrica + Atm

5.1.2. Planilha 2

Medida

Volume real ml pressão total (kgf/cm2) P.V

Inverso do Volume 1/ml Volume Ideal k

5.1.3. Gráfico 1 Pressão x Inverso Volume

Pressão x Inverso Volume k gf / c m 2 Pressão x Volume Real

Pressão x Volume Ideal

5.2. Discussão de resultados - Lei de Boyle-Mariotte – conjunto Emilia com manômetro: Acompanhando os princípios da Lei em questão, observamos a condição fenomenológica envolvida nesta situação, verificou-se que o aumento de pressão acarretou em redução de volume. Consideraremos o ar como gás ideal, então justifica-se a seguinte equação. P . V = n . R . T Então n = P . V / R . T T = 273 K P = 101325 Pa N= (0,0000135Pa * 0,0000166407)/ (8,314 * 298K) N= 9,067*10 (-14)mols

6. Análise do comportamento cinético dos gases:

6.1. 01 conjunto para estudo cinético de um gás; 6.2. 01 mesa principal projetável; 6.3. 01 câmara cilíndrica; 6.4. 01 porção de esferas de isopor; 6.5. 01 êmbolo com haste; 6.6. 01 registro; 6.7. 01 mangueira de conexão; 6.8. 01 bomba de ar;

7. Procedimento experimental

7.1.1. Ligar a bomba. 7.1.2. Regular o registro objetivando um fluxo. 7.1.3. Movimentar o êmbolo, para provocar uma variação do volume disponível para o gás.

8. Resultados – Verificado o principio de funcionamento do equipamento

9. Resultados – Observação do fenômeno

Observado que o aumento no volume acarreta em diminuição da agitação das moléculas. Consequentemente quando observamos uma redução no volume temos um aumento na agitação das moléculas. Tal raciocínio apesenta-se como extremamente lógico.

10. Análise utilizando o equipamento gaseológico: 10.1. 01 painel principal central;

10.2. 01 escala central milimetrada; 10.3. 01 painel deslizante com câmara lacrada; 10.4. 01 painel deslizante com artéria visor; 10.5. 02 indicadores magnéticos de nível; 10.6. 01 tubo de conexão; 10.7. 01 tripé Wackerritt com sapatas niveladoras amortecedoras; 10.8. 01 seringa de 20 mL (com prolongador); 10.9. 110 mL aproximadamente de água.

1. Procedimento experimental

1.1. Fixar o painel principal ao tripé com spatas niveladoras. 1.2. Abaixar ao maximo os paineis deslizantes que contem a bureta e o visor. 1.3. Deitar o conjunto sobre a mesa. 1.4. Fixar a escala central milimetrada ao painel principal central. 1.5. Deixar o parafuso inferior a uma distância de aproximadamente 245 m do tripé. 1.6. Soltar o parafuso com manípulo. 1.7. Retirar do painel deslizante a câmara lacrada. 1.8. introduzir o prolongador na seringa, através da artéria visor passando pelo tubo de conexão até que atinja a câmara lacrada. 1.9. Retirar a seringa do prolongador. 1.10. Encher de água esta seringa e retorna-la ao prolongador. 1.1. Cumprimir a seringa introduzindo a água no sistema. 1.12. Repetir a operação de enchimento subindo gradativamente a artéria visor, com isto ocorrerá sucessivamente desníveis na coluna manométrica que esta atuando no sistema (Δh = h1 – h2). 1.13. A operação anterior deve ser repetida até que atinja-se o nível desejado na artéria lacrada. 1.14. Observação: Estendeu-se a mangueira de forma a evitar dobras.

12. Verificado o principio de funcionamento do equipamento gaseológico

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