Lei de Boyle e Lei de Charles

Lei de Boyle e lei de Charles Resumo Neste relatório serão descritos os experimentos correspondentes correspondentes a lei de Boyle, determinando as variações do volume de um gás com a pressão a uma temperatura temperatura constante, e a Lei de Charles, determinando às variações do volume de um gás a temperatura a uma pressão constante. Todo o aparato experimental experimental bem como os procedimentos utilizados será explicado ao longo deste relatório.

Introdução A experiência foi realizada realizada para demonstrar demonstrar a veracidade das leis de Boyle e Charles. Alei de Boyle trás o seguinte enunciado: “Sob temperatura constante (condições isotermas), 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.” Alei de Charles trás o seguinte enunciado: “A volume constante, a pressão de uma determinada massa de gás e diretamente proporcional a sua temperatura absoluta, ou seja, constante.” constante.” Com uma coluna contendo ar e uma gota de mercúrio, foi estudada a variação do volume do volume do ar preso numa coluna com o aumento e o abaixamento da temperatura. temperatura.

Procedimento experimental Lei de Boyle Primeiramente a pressão local foi medida com um barômetro. Foi utilizado um manômetro de duas colunas, sendo um fixo e um móvel contendo mercúrio e uma amostra de gás. A coluna móvel era movimentada verticalmente. verticalmente. Quando era movimentada movimentada para cima, foi observado aumento do volume e diminuição da pressão na coluna fixa. Quando a coluna móvel era movimentada movimentada para baixo foi observado observado o contrario, o volume volume diminuía e a pressão aumentava aumentava na coluna fixa fixa.. A pressão estimada estimada para cada posição da coluna móvel e dada pela pressão atmosférica mais a pressão exercida pela coluna de liquido. Foram realizadas nove medidas, sendo uma com o sistema em equilíbrio, quatro com a coluna móvel movimentada para cima e quatro com a coluna sendo movimentada para baixo.

Lei de Charles Um tubo contendo ar aprisionado e uma gota de mercúrio foi aquecida em água a diferentes temperaturas e depois imersa em banho de gelo. Foi observado que quando a temperatura e depois imerso em banho de gelo. Foi observado que quando a temperatura decrescia o volume se reduziu e a gota de mercúrio desceu. A pressão exercida sobre a amostra de ar foi mantida constante e é igual a soma da pressão atmosférica com pressão exercida pelo peso da gota de mercúrio.

Resultados e discussões Segundo a lei de Boyle, o volume de um gás a temperatura constante varia inversamente com a pressão. Matematicamente, PV = constante, quando T = constante. Essa experiência ilustrou essa lei de forma qualitativa.

O gráfico acima ilustra um experimento onde o volume de um gás foi medido isotermicamente (a temperatura constante) em função da pressão. O conjunto de todos os pontos experimentais experimentais da uma curva que indica um decréscimo exponencial da pressão com o aumento do volume, esta curva e conhecida como isoterma de Boyle para o gás ideal.

Lei de Charles Quando o volume permanece constante, a pressão de um gás é diretamente proporcional a temperatura absoluta (P/T = constante).

V = CT Em que T é a temperatura temperatura absoluta e C é uma constante. Alei de Charles, a luz da teoria cinética dos gases, permite-nos conceituar conceituar a temperatura temperatura de uma forma diferente da tradicional ou clássica. Pela lei de Charles, mantendo-se mantendo-se a massa, a espécie química, o estado gasoso e a pressão, e aumentando-se o volume, a temperatura deve aumentar. Ora, mantendo-se a espécie química, a massa molecular MM permanece constante e , portanto, a molécula-grama (M) não se altera M= N0mm(g) Mantendo-se Mantendo-se a massa, o numero de moléculas ( ou de moles) permanece constante m= nM

Aumentando-se o volume, o percurso que cada molécula deve efetuar ate chocar-se com a parede do recipiente aumenta. Se a velocidade molecular  permanecesse constante, o numero de colisões por unidade de tempo diminuiria e seria de se esperar uma queda de pressão. Como a pressão permanece constante, admitimos que a velocidade molecular aumenta. Percebemos ai uma relação entre velocidade molecular e temperatura, o que nos induz a pensar em temperatura absoluta como uma medida de energia cinética molécula media media de um conjunto de moléculas. moléculas. O conceito conceito de temperatura absoluta torna-se claro e o zero absoluto representaria o repouso molecular (translacional).

Tanto a lei de Boyle quanto quanto a lei de Charles referem-se referem-se a transformações transformações que ocorrem em um sistema gasoso fechado, ou seja, no qual a massa não atravessa as fronteiras do mesmo.