RELATORIO EXPERIMENTAL

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS
FÍSICO-QUÍMICA EXPERIMENTAL
Eloiza Guedes Neves
Gabrielle Paes Landim De Souza
Luana Cristina De Oliveira Silva
RELATÓRIO EXPERIMENTAl
Lei de Boyle
Setembro 2024
Goiânia
INTRODUÇÃO
A Lei de Boyle é um princípio fundamental da termodinâmica que descreve a
relação entre a pressão e o volume de um gás ideal, mantendo a temperatura
constante. Formulada pelo cientista irlandês Robert Boyle no século XVII, essa lei
estabelece que, à medida que o volume de um gás aumenta, sua pressão diminui
proporcionalmente, desde que a temperatura permaneça inalterada. Essa relação é
expressa matematicamente pela equação
𝑃𝑉 = 𝑘 (1)
onde P representa a pressão do gás e V o volume.
Dessa forma, pode-se estabelecer uma relação entre os valores da pressão e do
volume, no caso desse experimento, quanto ao tubo com a extremidade fechada e
quanto a extremidade aberta utilizando:
 𝑃
1
𝑉
1
= 𝑃
2
𝑉
2
= 𝐾 (2)
OBJETIVO
O objetivo deste relatório experimental é investigar empiricamente a Lei de Boyle,
analisando como variações no volume afetam a pressão de um gás em condições
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controladas. Através de medições precisas e observações cuidadosas, buscamos
validar a teoria proposta por Boyle e compreender melhor as implicações dessa lei
em contextos práticos, como em sistemas pneumáticos e na operação de motores a
combustão interna.
3. MATERIAL E MÉTODOS
Para a realização deste experimento, utilizamos os seguintes materiais:
1) Dois tubos, sendo um deles com uma extremidade fechada e a outra
extremidades ligada à uma mangueira que liga o primeiro tubo ao segundo tubo
2) Amostras de mercúrio foram inseridas no tubo que contém um lado aberto, de
modo que tenha espaço para o gás (ar) nesse sistema.
3) Os dois tubos devem estar nivelados para iniciar o procedimento.
4) Quando a quantidade de mercúrio está igual nos dois tubos, significa que a
pressão do gás é igual à pressão do lado aberto do tubo (atmosférica).
5) Assim, com a variação do volume do gás do lado fechado é possível encontrar as
diferenças de pressão e assim encontrar a pressão do gás
6) E com ajuda de uma fita métrica mede-se o volume do gás e a diferença do
mercúrio de um tubo para outro tubo, assim, é possível achar o volume do gás com
a variação de pressão.
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4.RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela 1. Medidas experimentais de altura, pressão (P), volume (V), 1/V e
produto PV.
n ℎ
𝑓
/𝑐𝑚 ℎ
𝑎
/𝑐𝑚 𝑃𝑎
𝑓
𝑃𝑎
𝑎 𝑉
𝑓
(𝑐𝑚3) 𝑉
𝑎
(𝑐𝑚3)
1 55,2 55,2 7357,06 7357,06 0, 48 𝑐𝑚3 0, 48 𝑐𝑚3
2 54,6 53,5 7277,09 7130,48 0, 47 𝑐𝑚3 0, 46 𝑐𝑚3
3 53,8 51,5 7170,46 6863,92 0, 46 𝑐𝑚3 0, 44 𝑐𝑚3
4 52,9 49,6 7050,51 6610,69 0, 46 𝑐𝑚3 0, 43 𝑐𝑚3
5 52,0 47,6 6930,56 6344,13 0, 45 𝑐𝑚3 0, 41 𝑐𝑚3
6 51,1 45,6 6810,61 6077,57 0, 44 𝑐𝑚3 0, 39 𝑐𝑚3
7 50,1 43,6 6677,33 5811,01 0, 43 𝑐𝑚3 0, 38 𝑐𝑚3
8 49,4 41,7 6584,032 5557,78 0, 43 𝑐𝑚3 0, 36 𝑐𝑚3
9 48,5 39,6 6464,080 5277,89 0, 42 𝑐𝑚3 0, 32 𝑐𝑚3
10 47,6 37,6 6344,128 5011,33 0, 41 𝑐𝑚3 0, 32 𝑐𝑚3
4.1 Pressão
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A pressão foi determinada utilizando a equação da pressão hidrostática:
P=ρ⋅g⋅h
Onde:
● P representa a pressão exercida (em Pascais),
● ρ é a densidade do fluido (neste caso, a densidade do mercúrio foi adotada
como 13600 kg/m³),
● g é a aceleração gravitacional (9,8 m/s)
● h corresponde à altura da coluna de fluido.
Para assegurar a coerência das unidades no Sistema Internacional (SI), as alturas
registradas na Tabela 1 foram previamente convertidas de centímetros para metros.
Com essas conversões realizadas, aplicou-se a fórmula para calcular a pressão
para cada valor de altura h, considerando os valores constantes de ρ e g.
4.2 Cálculo da estimativa do desvio padrão das medidas (pV) e o erro
relativo:
● Foi feito o cálculo do desvio padrão e do erro relativo para as medições, sendo o
desvio padrão calculado como sendo:
σ = 1
𝑛
𝑖=1
𝑁
∑ (𝑥
𝑖
− µ)2
Onde:
N = número de observações na população;
xi = cada valor individual da população;
μ = média da população.
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E o erro relativo sendo calculado como sendo:
𝑋
𝑟
− 𝑋
𝑚
𝑋
𝑟
||||
||||
Onde:
𝑋
𝑟
= 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑟𝑎𝑑𝑜;
𝑋
𝑚
= 𝐸𝑟𝑟𝑜 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜.
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