(exp I)Termometro a gás a volume constante

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Termômetro à Gás a VolumeConstante

INTRODUÇÃO

O objetivo deste experimento é estudar ocomportamento da pressão exercida por um gás (ar) emfunção da sua temperatura, a volume constante, e atravésdeste estudo, determinar a temperatura do zero absoluto eo coeficiente de pressão do gás em uma temperatura,usando os seguintes materiais:

Fogareiro, kitassato, Becker, termômetro,manômetro de mercúrio, suportes, funil, mangueiras eválvula.

MONTAGEM



PROCEDIMENTOS E ANÁLISES

Inicialmente o equipamento já estava montado sobre abancada, nivelamos o mercúrio nas duas ramificações na

marca zero e fechamos a válvula, ligamos o fogareiro epara que o volume do gás no kitassato permaneçaconstante na marca de referência na ramificação direita,subimos o funil, começamos o experimento com umatemperatura de 350 , anotando a temperatura e a pressãomanométrica simultaneamente de 30 em 30 graus ecompletamos a tabela seguinte:

MEDIDAS / TABELAS

Densidade do mercúrio : dhg = 13.6 g/cm3

Densidade da água : dagua = 1.0 g/cm3

Pressão atmosférica local : 71.5 cmHg

TABELA I

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 T(0C) 35 38 41 44 47 50 53 56 59 62∆

h(cmHg) 1.8 2.9 3.6 4.4 5.2 5.9 6.7 7.4 8.0 8.8

11 12 13 14 15 16 17 18 19 2065 68 71 74 77 80 839.4 10.3 10.8 11.7 12.3 12.8 13.4

Com os parâmetros a e b extraídos do programa deajuste de curvas que são:

A = (0.2395 +- 0.0029)B = (65.33 +- 0.17) Temos como determinar a temperatura do zero

absoluto experimentalmente, P=0.

P = atc + btc = -c/a = -272.776K

TABELA II



Como P = P0 +∆h temos:1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

T(0C) 35 38 41 44 47 50 53 56 59 62P(cmHg

)

73.

3

74.

4

75.

1

75.

9

76.

7

77.

4

78.

2

78.

9

79.

5

80.

3

11 12 13 14 15 16 17 18 19 2065 68 71 74 77 80 83

80.9 81.8 82.3 83.2 83.3 84.3 84.9

Tendo como valor teórico –273.15K, o erro percentualna determinação do zero absoluto foi de:

ε % = |Vexp – Vteo|x100 = |272.776 –273.15|x100 =0.136%

Vexp 273.15

O coeficiente de pressão em relação a temperatura Té:

(I) teo = (1/P).dP/dT(II) PV = nRT

Derivando (II) temos:dP/dT = nR/Vsubstituindo em (I) temos:

teo = 1/T teo = 1/273 = 3.6x 10-3

A análise dimensional do coeficiente é que e muitopequeno na ordem de 10-3.

Equação para o coeficiente experimental:exp = 1/P(T).(dP/dT)

Para 00C :

exp = (1/66.5)x 0.2457exp = 0.0036947

para 360C :

exp = (1/73.5)x 0.242

exp = 0.0032925



CONLUSÃO

O erro percentual de exp a 00

C é:ε % = |Vexp – Vteo|x100 = |0.0036947 –0.0036|x100 =

2.6%Vexp 0.0036

Com este erro percentual conclui-se que a exatidão doexperimento foi boa, os principais erros erros sistemáticossão a consideração do gás como sendo perfeito e de que aválvula não vaza gás, a zeragem do mercúrio no ponto zero

etc.Se utilizássemos água no lugar de mercúrio ocomprimento do ramo esquerdo seria:

pagua =phg

dagua . g . h = dhg . g . h1 . h = 13,6 .36,5h = 4.96 mA vantagem de um manômetro de água em

comparação com um de mercúrio é que o é mais barato,

mas fácil de encontrar, e as desvantagens é que a colunade água seria em media de 4 metros, e não daria para fazereste experimento em laboratório. Na temperatura do zeroabsoluto as moléculas estão paradas, ou seja a pressão énula e a energia cinética não existe.



Anexo

• Cálculo para o gráfico P(cmhg) x T(0)

Abscissa

mx = 150/83-0= 1.807 = 2mm/UxLx = mx . y∆

Lx = 2 x 5 = 10Degrau = 5 (cmhg)Passo = 10mm

Ordenada

My = 100/85-60= 4= 5mm/UxLy = mx . x∆

Ly = 5 x 2= 10Degrau = 2(cmHg)Passo = 10mm

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