Experimento da lei de Boyle
Descrição
Para estudar a lei de Boyle, são necessários os seguintes itens:
• Bomba de ar manual
• Termômetro de gás com volume controlado
O termômetro de gás é um tubo que contém em seu interior outro tubo conectado à bomba e que possui um pequeno volume de mercúrio.
Através do cilindro externo, é possível fixar a temperatura na qual o experimento será realizado.
À medida que a pressão é aumentada com a bomba, o mercúrio se desloca comprimindo o volume que ele encapsula. Dessa forma, é possível medir, para cada pressão, o volume associado, assegurando que a temperatura seja mantida constante.
Além disso, o mercúrio encapsula o volume, garantindo assim que o número de moles seja mantido constante.
ID:(11174, 0)
Experimento da lei de Boyle
Descrição
Se o experimento for realizado com uma temperatura e quantidade de moles de gás definidos, podem ser observados dados conforme listados e representados no seguinte gráfico:
Isso demonstra a Lei de Boyle, que estabelece que a pressão $p$ e o volume $V$ variam inversamente de acordo com a seguinte relação:
$ p V = C_b $ |
ID:(11177, 0)
Experimento da lei de Charles
Descrição
Para estudar a lei de Charles, são necessários os seguintes equipamentos:
• Um termômetro de gás com volume controlado.
• Uma sonda de medição de temperatura.
Nesse caso, o cilindro interno do termômetro de gás pode ser deixado aberto, caso seja utilizado o pressão ambiente, ou pode ser selado com uma bomba para manter uma pressão definida.
Para realizar a medição, a temperatura é variada no cilindro externo do termômetro de gás, e o valor da temperatura é medido com a sonda.
Além disso, observa-se como o volume do mercúrio se desloca, aumentando ou reduzindo, o que também pode ser medido.
Adicionalmente, o mercúrio encapsula o volume, garantindo assim que o número de mols se mantenha constante.
ID:(11175, 0)
Experimento da Lei de Charles, Dados
Descrição
Se o experimento for realizado com uma pressão e quantidade de moles de gás definidos, podem ser obtidos dados como os listados e representados no seguinte gráfico:
Isso ilustra a lei de Charles, que estabelece que a temperatura $T$ e o volume $V$ variam de forma proporcional de acordo com a seguinte relação:
$\displaystyle\frac{ V }{ T } = C_c$ |
ID:(11178, 0)
Experiência da lei de Gay Lussac
Descrição
Para estudar a lei de Gay-Lussac, são necessários os seguintes equipamentos:
• Bomba de ar manual
• Termômetro de gás com volume controlado
• Sonda de medição de temperatura
Nesse caso, trabalha-se com um volume pré-definido.
Para realizar a medição, varia-se a temperatura no cilindro externo do termômetro de gás e mede-se o valor da temperatura com a sonda.
Em seguida, modifica-se a pressão com uma bomba até que o volume atinja o valor pré-definido.
O experimento é repetido com outra temperatura, ajustando novamente a pressão para alcançar o mesmo volume.
Adicionalmente, o mercúrio encapsula o volume, garantindo que o número de moles se mantenha constante.
ID:(11176, 0)
Experimento da lei de Gay Lussac, dados
Descrição
Se o experimento for realizado com um volume e quantidade de moles de gás definidos, podem ser obtidos dados como listados e representados no seguinte gráfico:
Isso ilustra a lei de Gay-Lussac, que estabelece que a temperatura $T$ e a pressão $p$ variam de forma proporcional de acordo com a seguinte relação:
$\displaystyle\frac{ p }{ T } = C_g$ |
ID:(11180, 0)
Bomba manual
Descrição
Para bombear gás, constrói-se um instrumento que contém uma câmara e um pistão com duas aberturas.
Cada vez que o pistão é retirado (succiona), o gás penetra na câmara de compressão através da abertura que está aberta, enquanto a de saída está fechada.
Em seguida, quando o pistão é movido para gerar pressão, ele se desloca com a abertura fechada, comprimindo o gás até que sua pressão supere a do sistema no qual se pretende injetar o gás. Nesse momento, a segunda abertura se abre, permitindo a saída do gás comprimido e contribuindo assim para continuar aumentando a pressão do sistema a ser comprimido.
A pressão alcançada é medida mecanicamente, pois há uma membrana conectada a uma agulha que se move de acordo com esse deslocamento, indicando a pressão alcançada.
ID:(11181, 0)
Termômetro de gás
Descrição
O pistão preenchido com gás é mergulhado no líquido a ser medido, fazendo com que o gás se expanda ou contraia com a temperatura. A pressão do gás é equilibrada com a coluna de mercúrio, e a altura pode ser calibrada em função da temperatura:
No caso de experimentos com gases, é utilizada uma câmara de vácuo para envolver o gás desejado no experimento. Em vez de usar um gás para medir a temperatura, ele é empregado para aplicar a pressão desejada.
ID:(11179, 0)
Modelo
Top
Parâmetros
Variáveis
Cálculos
Cálculos
Cálculos
Equações
$ p V = C_b $
p * V = C_b
$ p V = n R T $
p * V = n * R * T
$\displaystyle\frac{ p }{ T } = C_g$
p / T = g
$\displaystyle\frac{ V }{ T } = C_c$
V / T = C_c
ID:(15319, 0)
Lei de Boyle
Equação
A lei de Boyle estabelece uma relação entre o volume ($V$) e la pressão ($p$), afirmando que seu produto é igual a la constante da lei de Boyle ($C_b$), da seguinte maneira:
$ p V = C_b $ |
ID:(582, 0)
Lei de Charles
Equação
A lei de Charles estabelece uma relação entre o volume ($V$) e la temperatura absoluta ($T$), indicando que sua proporção é igual a la constante da lei de Charles ($C_c$), da seguinte forma:
$\displaystyle\frac{ V }{ T } = C_c$ |
ID:(583, 0)
Lei de Gay-Lussac
Equação
A lei de Gay-Lussac [1] afirma que quando volume ($V$) e o número de partículas ($N$) são mantidos constantes, la pressão ($p$) e la temperatura absoluta ($T$) são diretamente proporcionais.
Isso é expresso com la constante da lei de Gay Lussac ($C_g$) da seguinte forma:
$\displaystyle\frac{ p }{ T } = C_g$ |
[1] "Mémoire sur la combinaison des substances gazeuses les unes avec les autres" (Memória sobre a combinação de substâncias gasosas entre si), Joseph Louis Gay-Lussac, Annales scientifiques de l'É.N.S. 3e série, tome 3 (1886)
ID:(581, 0)
Lei específica do gás
Equação
La pressão ($p$), o volume ($V$), la temperatura absoluta ($T$) e o número de moles ($n$) estão relacionados pela seguinte equação:
$ p V = n R T $ |
La pressão ($p$), o volume ($V$), la temperatura absoluta ($T$) e o número de moles ($n$) estão relacionados através das seguintes leis físicas:
• Lei de Boyle
$ p V = C_b $ |
• Lei de Charles
$\displaystyle\frac{ V }{ T } = C_c$ |
• Lei de Gay-Lussac
$\displaystyle\frac{ p }{ T } = C_g$ |
• Lei de Avogadro
$\displaystyle\frac{ n }{ V } = C_a $ |
Essas leis podem ser expressas de forma mais geral como:
$\displaystyle\frac{pV}{nT}=cte$
Essa relação geral estabelece que o produto da pressão e do volume dividido pelo número de moles e a temperatura permanece constante:
$ p V = n R T $ |
onde la constante de gás universal ($R$) tem um valor de 8,314 J/K·mol.
ID:(3183, 0)
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Video
Vídeo: Leis Práticas dos Gás