Lei dos gases

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Escola de Engenharia Industrial Metalúrgica de Volta Redonda
UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE

RELATÓRIO

DE

FISICA EXPERIMENTAL III

Prática: Lei dos Gases ideais.

Turma: VD

Alunos:

Fellipe Kaizer Galo Perusso

Júlia Dantas da Silva

Isabella Rodrigues Costa

Guilherme Luiz Torres Mendonça

Nicholas Costa

Marcelly Luciana

11 de novembro de 2011

Objetivos

1.Verificar a Lei dos Gases Ideais para temperatura constante.

2. Calcular o número de moles de uma amostra de gás.

Material e equipamento

- Equipamento gaseológico com escala graduada
- Termômetro
- Régua graduada em centimedros

Fundamentos Teóricos

Um gás ideal é formado de um número muito grande de pequenas partículas, as moléculas, que tem um movimento rápido e aleatório,sofrendo colisões perfeitamente elásticas, de modo a não perder quantidade de movimento. Além disso, as moléculas são tão pequenas que as forças de atração entre elas são omissíveis.
Em 1662, o físico inglês Robert Boyle publicou um livro intitulado “A mola do ar”, contendo uma nova lei relativa à elasticidade do ar, ou seja, relacionando sua pressão com seu volume.
A experiência realizada por Boylepara obter a sua lei está ilustrada abaixo. Foi usado um tubo manômetro em U aberto numa extremidade a pressão atmosférica Po e fechado na outra, onde a coluna de mercúrio aprisiona um volume V de ar (lido diretamente na escala graduada do tudo). A pressão P exercida pelo volume V é P = Po + ρgh , onde h (DT na figura abaixo) é a diferença de nível entre os dois ramos do tubo e ρ é a densidade domercúrio.
[pic]

A experiência era realizada a uma temperatura T constante ( temperatura ambiente), com uma quantidade fixa de gás (ar) aprisionado. A pressão P podia ser variada despejando mais mercúrio no ramo aberto. O resultado foi que, nessas condições, o volume V era inversamente proporcional a P.
V = k / P → P V = k
Esta lei é a lei de Boyle: O volume de uma dadaquantidade de gás, a temperatura constante, varia inversamente com a pressão. A constante k depende da temperatura e da quantidade de gás.
A lei dos gases ideais é expressa matematicamente pela equação de estado de um gás ideal. Foi deduzida, pela primeira vez, em 1834 pelo físico e engenheiro francês Benoît Émile Clapeyron, considerado um dos fundadores da Termodinâmica. Clapeyron combinou a lei deBoyle e a lei de Charles para derivar a referida equação. August Krönig, um físico e químico alemão do século XIX, deduziu, em 1856, a mesma equação (aparentemente, de forma independente) tendo como base a teoria cinética dos gases.
A lei dos gases ideais origina das leis de Boyle, Charles e Gay-Lussac.
Lei de Boyle-Mariotte
Lei de Charles
Lei de Gay-Lussac
PV = nRT (Equação de Clapeyron)(1.0)
Onde P é pressão (atm), V o volume ocupado pelo gás (dm3), n o número de moles, R a constante universal dos gases e T a temperatura (K).

Montagem do experimento

Nesta prática foi medido a variação de volume de uma amostra de ar

quando a pressão sobre o gás varia, mantendo-se a temperatura constante.

1. Mediu-se a temperatura ambiente.

2. Abriu-se a válvula para nivelar as duascolunas de mercúrio. Após a

nivelação fechou-se. Anotou-se o volume do gás contido no tubo da direita.

IMPORTANTE: A válvula foi mantida fechada durante toda e experiência,

já que uma vez aberta, as colunas de mercúrio tentarão se alinhar,

com o grande risco de vazamento de mercúrio.

3. Variou-se em 6 cm a altura do tubo esquerdo com mercúrio.

4. Anotou-se o volume do gás contidono tubo da direita.

5. Anotou-se a variação da altura entre as colunas de mercúrio.

6. Repetiu-se os itens 3, 4 e 5 até obter 5 conjuntos de dados.

[pic]

Figura 1: Esquema do material utilizado para a prática.

Análise dos dados

Como foi dito na montagem do experimento, fechamos a válvula para a coluna de mercúrio da esquerda não tender a se igualar com a coluna de mercúrio da...
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