A Unidade Acadêmica de Física

 Universidade Federal de Campina Grande – UFCG[pic 1][pic 2]

                Centro de Ciências e Tecnologia – CCT

Unidade Acadêmica de Física

Disciplina: Física Experimental I

Professora: Cleide/ Vera

 -LEI DE BOYLE-MARIOTTE-

ALUNA: Julliana Marques Rocha Costa

MATRÍCULA: 20511750

Campina Grande-PB.

1. INTRODUÇÃO

1. OBJETIVO

Este experimento teve como objetivo verificar experimentalmente a lei de Boyle-Mariotte e, através desta verificação, determinar a pressão atmosférica e a densidade do ar no local da experiência.

1. MATERIAL UTILIZADO

Foram utilizados nesse experimento:

• Manômetro a mercúrio;
• Termômetro;
• Paquímetro;
• Funil;
• Mangueira;
• Haste;
• Suporte.

1. MONTAGEM

[pic 3]

1. PROCEDIMENTOS E ANÁLISES

1.  PROCEDIMENTOS

Ao chegarmos na sala onde foi realizado o experimento, todo o material estava posicionado e apoiado sob a mesa, estando pronto para o início do experimento.

Medimos, com o auxílio do paquímetro, o diâmetro interno do ramo direito do manômetro. Em seguida, anotados a temperatura ambiente. Os resultados serão mostrados na TABELA I-A.

Seguidamente, abrimos a válvula na parte superior do tubo esquerdo. Certificamos de que o funil encontrava-se na parte mais baixa da haste. Então, zeramos o manômetro de modo que os dois ramos no mesmo nível ficaram situados na marca zero. Em seguida, fechamos a válvula. Anotamos o comprimento L0 da coluna de ar confinada no ramo esquerdo do manômetro.

Levantamos o funil fixado na haste em uns 3 cm aproximadamente. Anotamos as alturas h1 e h2 (veja figura) na TABELA II-A. Este procedimento foi repetido até o preenchimento da TABELA II-A.

Com o preenchimento da TABELA II-A, fizemos em seguida uma observação para uma maior compreensão do experimento. Abaixamos o funil até mais ou menos a metade da altura em que se encontrava, tudo isto para se evitar vazamento. Em seguida, abrimos a válvula e observamos que as colunas de mercúrio se igualaram rapidamente.

1.  DADOS E TABELAS

Dados coletados:

Mar = 29 g/mol

1 atm = 76,0 cmHg = 1,013 x 105 N/m2

Diâmetro Interno do Ramo: D = 6,8 mm = 0,68 cm.

Temperatura ambiente: T = 30 °C = 303 K.

Comprimento do ramo: L0 = 35,0 cm.

TABELA 1

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
h1 (cmHg)	0,0	1,5	2,2	3,1	4,0	4,7	5,5	6,2	7,0	7,6
h2 (cmHg)	0,0	4,5	6,8	9,7	12,7	15,2	18,2	20,7	23,8	26,5

Observação: Ao abrir a válvula o ar comprimido sai igualando os níveis de mercúrio.

1. ANÁLISE

Foram feitas algumas análises neste experimento.

Com a temperatura constante, podemos enunciar a lei de Boyle-Mariotte, que diz que à temperatura constante, a pressão de um gás varia inversamente com o volume, mostrando assim que o produto Pressão e volume é uma constante, ou seja,

PV = Constante.

A figura abaixo representa o processo isotérmico num diagrama P x V:

Como nesse processo P e V estão relacionados por uma proporção inversa, podemos concluir que a curva é uma hipérbole, também denominada isoterma, pois todos os seus pontos representam estados de um gás com a mesma temperatura.[pic 4]

A pressão manométrica é dada pelo Δh = h2 – h1, com isto, preenchemos a TABELA II-A. Para sabermos o valor de L, fizemos L = L0 – h1, que também estes valores foram inseridos na TABELA II-A.

TABELA II

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Δh (cmHg)	0,0	3,0	4,6	6,6	8,7	10,5	12,7	14,5	16,8	18,9
L (cm)	35,0	33,5	32,8	31,9	31,0	30,3	29,5	28,8	28,0	27,4

Agora com o comprimento da coluna de gás e o diâmetro interno do tubo podemos encontrar o volume do gás pela equação abaixo e assim conseguir os dados para o preenchimento da TABELA III que se segue.

[pic 5]

TABELA III

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Δh (cmHg)	0,0	3,0	4,6	6,6	8,7	10,5	12,7	14,5	16,8	18,9
V (cm3)	12,71	12,17	11,91	11,58	11,26	11,00	10,71	10,46	10,17	9,95

Temos que a equação dos gases ideais é:

PV = nRT,

• P: pressão absoluta (P = P0 + Δh);
• V: volume;
• n: número de moles;
• R: constante universal dos gases (R = 0,0821Latm/mol.K = 1,987cal/mol.K = 8,31J/mol.K);
• T: temperatura absoluta (escala Kelvin).

Como no processo isotérmico podemos dizer que o termo nRT é constante, podemos escrever:

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