Lei de Charles

UNIVERSIDADE TIRADENTES

GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA DE PETRÓLEO

LEI DE CHARLES

MARIA ROSA GÓES

LAÍS DANTAS

Aracaju, 2011

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO ................................................................................................ 03

2 OBJETIVO ........................................................................................................ 04

3 DESENVOLVIMENTO ................................................................................... 05

        3.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................... 05

        3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL ............................................. 07

                3.2.1 MATERIAIS ....................................................................... 07

                3.2.2 MONTAGEM DO EQUIPAMENTO ................................. 07

                3.2.3 COLETA DOS DADOS EXPERIMENTAIS ..................... 08

        3.3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................... 09

4 CONCLUSÃO .................................................................................................. 14

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................................. 15

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1 INTRODUÇÃO

Um gás é definido como uma substância que se expande espontaneamente para preencher completamente seu recipiente de maneira uniforme. Neste estado, as forças de atração intermoleculares são fracas, pois as moléculas estão muito distantes umas das outras, e talvez nem se toquem durante a maior parte do tempo. Essas forças fracas permitem uma movimentação rápida e independente das moléculas. Ainda, vários gases são muito semelhantes nessas propriedades físicas, é quando surge a expressão gás ideal. Um gás ideal é aquele que serve de padrão de referência contra o qual os demais gases podem ser comparados. As leis dos gases são aplicadas a um comportamento previsto de um gás ideal, e os resultados experimentais, entre gases diferentes, podem comparados gerando características similares entre eles.

Três variáveis são usadas para entender o comportamento dos gases: temperatura (T), pressão (P) e volume (V).

A importância do trabalho é identificar e realizar o estudo dos gases experimentalmente.

2 OBJETIVO

O objetivo deste trabalho é determinar experimentalmente a relação entre o volume e a temperatura de uma amostra de ar a pressão constante.

3 DESENVOLVIMENTO

3.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Em 1787, Jean Charles estudou detalhadamente o comportamento dos gases quando submetidos a variações de temperatura, através da construção de balões de ar quente.

 As experiências de Charles mostraram que, para uma massa fixa de gás sob pressão constante, o aumento relativo do volume por grau de aumento de temperatura era o mesmo para todos os gases nos quais ele fez medidas. (CASTELLAN, 1986)

Após muitas experiências, Charles chegou a conclusão que o volume, aplicado a uma determinada temperatura, poderia ser definido com a seguinte equação: V =   T, onde  é o volume,  é o volume inicial,  é a temperatura e  o coeficiente de expansão térmica dos gases.[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

Em 1802, Gay-Lussac, formalizou os resultados de Charles na forma de gráficos de transformações isocóricas (volume constante) e isobáricas (pressão constante). Com a introdução da escala absoluta, a leis de Charles e Gay-Lussac foram assim enunciadas:

• A volume constante, a pressão do gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás. (Lei de Gay-Lussac)
• A pressão constante, o volume do gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás. (Lei de Charles).

As primeiras medidas quantitativas do comportamento pressão-volume dos gases foram feitas por Robert Boyle em 1662. (CASTELLAN, 1986). Seus resultados indicavam que o volume é inversamente proporcional à pressão, descrita como: V = C / P, onde P é a pressão, V é o volume e C é uma constante.

A lei de Boyle também pode ser escrita, matematicamente, da seguinte forma: P = V  C.[pic 7]

Charles, posteriormente mostrou que a constante C é uma função da temperatura. (CASTELLAN, 1986)

3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

3.2.1 MATERIAIS

Chapa aquecedora

01 Garra metálica

01 Kitassato de 125 mL

01 Mangueira de 5,0 cm

01 Rolha de borracha com orifício central para tampar o Kitassato

01 Suporte universal

01 Termômetro de -50°C a 150°C

01 Seringa de 50 mL

3.2.2 MONTAGEM DO EQUIPAMENTO

1º - Insira o termômetro no orifício central da rolha (maior) posicionando-o verticalmente, na boca do Kitassato. Certifique que a rolha ficou bem encaixada e que leituras de temperaturas possam ser feitas.

2º - Retire o êmbolo da seringa, remova com auxilio de um pedaço de papel higiênico, o excesso de gordura do êmbolo e da seringa

3º - Conecte a mangueira de 5,0 cm na saída/entrada de ar lateral do Kitassato.

4º - Posicione a seringa horizontalmente com o auxilio das garras metálicas e do suporte universal (vide Figura 2)

5º - Insira o êmbolo da seringa ate que a leitura seja de zero ml, ou seja, com o êmbolo na posição final.

6º - Conecte a seringa na mangueira.

OBS.: antes de conectar a seringa, certifique que a leitura na seringa seja zero ml, ou seja, que o êmbolo se encontre na posição final. A seringa deve estar posicionada na horizontal, atenção para não variar a posição do êmbolo quando a conexão com a mangueira for feita.