Instituto Superior de Engenharia do Porto- Departamento de Física

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Laboratórios de Física

Verificação da Lei de Boyle-Mariotte

DEFI-NRM-1021 Versão: 01 Data: 26/02/2009

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• Verificação experimental da Lei de Boyle-Mariotte utilizando o ar.

Introdução Teórica

Os estudos aprofundados do comportamento de gases ideais remontam ao século XVII. Robert Boyle (1627-1691), observou que fixando a temperatura (T) de um gás, existia uma proporcionalidade inversa entre a pressão (P) e o volume (V) ocupado pelo mesmo:

VP

1α

ou seja, se fizermos variar o volume ocupado por uma certa quantidade de gás perfeito, mantendo constante a sua temperatura, o produto da pressão a que o gás está submetido, pelo seu volume, permanece constante:

PV= constante (para T=constante)

Edme Mariotte, fez estudos semelhantes aos de Boyle se bem que só tenha publicado os seus resultados cerca de dez anos mais tarde. Em grande parte da literatura, a lei referida é conhecida por Lei de Boyle-Mariotte. A lei de Boyle-Mariotte num diagrama P-V representa-se por uma família de hipérboles equiláteras, uma para cada valor de T (isotermas).

Verificação da Lei de Boyle-Mariotte

DE

FI-

NR

M-1

021

V

P

T1

T2

T3

0

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Montagem

Material Necessário

• Aparelho de Boyle;

• Proveta graduada. Procedimento

1. Verifique qual a torneira de entrada e de saída do aparelho de Boyle e analise as escalas.

2. Determine, com o auxílio de uma proveta graduada, qual a correspondência em volume de uma divisão da escala vertical.

3. Encha o aparelho até certo nível, deixe estabilizar e faça as leituras necessárias. 4. Diminua o nível, deixe de novo estabilizar e proceda a novas leituras. Repita este

procedimento seis vezes. 5. Desenhe os gráficos PV= f(V) e P= f(V). 6. Calcule os erros associados à leitura de P e de V.

Nota: A escala de pressão apresenta as unidades de kp/cm2 (kilopond, termo alemão que corresponde a quilograma força).

kp/cm2 Pa Bária Bar mmHg mmH2O atm psi 1 9,81x104 9,81x105 0,981 735 1000 0,968 14,2

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Questões: A lei de Boyle-Mariotte é válida para qualquer gás? E é válida para qualquer temperatura e pressão a que o gás se encontre? Justifique. Referências Bibliográficas

• Introdução à Física, Jorge Dias de Deus, Mário Pimenta, Ana Noronha, Teresa Peña e Pedro Brogueira, Mc Graw Hill, 2000.

• Física para Cientistas e Engenheiros, Paul A. Tipler, Guanabara, 2006.

• Physics: Algebra and Trig, Eugene Hecht, Brooks/Cole Pub Co, 2002.