Lei dos gases

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LEI DE BOYLE-MARIOTTE; LEI DE CHARLES E LEI DE GAY-LUSSAC

João Pedro da Costa Santos1

1Universidade Federal de Goiás/Instituto de Física/Bacharelado em Física, jpedro-27@hotmail.com




Resumo
Foram realizados em laboratório, tais experimentos: transformação isotérmica (Lei de Boyle-Mariotte), transformação isocórica, ou isovolumétrica (Lei de Gay-lussac) e transformaçãoisobárica (Lei de Charles). Experimentos realizados com os seguintes objetivos: o primeiro teve como objetivo determinar a constante de proporcionalidade K e através dela calcular o número de mols do gás no volume V. Já o segundo experimento tem como objetivo comprovar a Lei de Charles e a Lei de Gay-Lussac e também calcular o número de mols do gás no volume V. A partir dos dados encontrados emcada experimento, é possível a construção de um gráfico, onde o coeficiente angular da reta é o valor da constante para sua respectiva lei, de tal forma que o número de mols pode ser encontrado através dessa constante. A Lei de Boyle-Mariotte enuncia que o volume de uma dada quantidade de gás, varia inversamente com a pressão. A Lei de Charles enuncia que a pressão constante, o volume de um gás édiretamente proporcional à temperatura absoluta. A Lei de Gay-lussac enuncia que sob volume constante, a pressão exercida por determinada massa de gás, é diretamente proporcional à temperatura absoluta.
Palavras-chave: Lei de Boyle-Mariotte; Lei de Charles; transformação isotérmica; transformação isocórica.

Introdução
Robert Boyle nasceu na Irlanda, em 25 de janeiro de1627. Filho de um senhor de terras e membro influente da corte. Ainda criança, aprendeu latim e francês, e com apenas oito anos de idade foi mandado para Eton, tradicional escola inglesa, freqüentada por filhos das famílias mais afortunadas. Permanecendo ali até 1638, quando em companhia do seu tutor, partiu em viagem pela Europa. Viagem que passava por Florença, onde viu os últimos anos de GalileuGalilei.

Edme Mariotte nasceu na França, em 12 de maio de 1684. Membro ativo da Académie des Sciences, quase desde a sua fundação em 1666 até a sua morte. Mariotte foi o iniciador da física experimental na França, trabalhando com a mecânica dos sólidos; a óptica; a hidrodinâmica etc. Em 1676 enunciou a Lei da compressibilidade dos gases.

A Lei de Boyle-Mariotte diz que emcondições isotérmicas, ou seja, temperatura constante, o produto entre a pressão e o volume de uma massa gasosa é constante, sendo, então, inversamentes proporcionais. Sob qualquer aumento da pressão, há uma diminuição do volume e sob qualquer aumento do volume, produz uma diminuição da pressão.

p[pic] (1)

Esta proporcionalidade é transformada em uma igualdade com a introdução daconstante K.

p.V = K (2)

onde K é igual ao produto entre o número de mols, a constante universal dos gases e a temperatura.

K = n.R.T (3)

Porém, construindo um gráfico de p x [pic], encontra-se uma reta, onde o coeficiente angular da reta é o valor da constante na equação 3.

Portanto, através da equação 3, podemos encontrar o número de mols pelaseguinte relação

n = [pic] (4)

Na experiência realizada por Boyle, foi usado um tubo manométrico em U, aberto numa extremidade à pressão atmosférica P0 e fechado na outra, onde a coluna de mercúrio aprisiona um volume V de ar. A pressão p exercida sobre o volume V é

p = P0 + ρ.g.h (5)

onde h é o desnível entre os dois ramos de tubo, e ρ a densidade do mercúrio.A experiência era realizada a uma temperatura constante T (temperatura ambiente), com uma quantidade fixa de gás aprisionado. A pressão p podia ser variada, despejando mais mercúrio no ramo aberto. O resultado obtido da experiência foi expresso na equação 2.

Joseph Louis Gay-Lussac nasceu na França em 6 de dezembro de 1778. Estudou na Escola Politécnica de Paris, da qual se...
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