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Guias e Dicas
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Lei de Boyle Mariotte, Provas de Engenharia Química

Relatorio pratico sobre Lei de Boyle - Mariotte

Tipologia: Provas

Antes de 2010

Compartilhado em 26/10/2009

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bruno-santos-75 🇧🇷

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FATEB FACULDADE DE TELÊMACO BORBA
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
LABORATORIO DE ENGENHARIA QUÍMICA I
PROFª.: RUBIANE G. MARQUES
RELATÓRIO DE PRÁTICA 1° BIMESTRE
LEI DE BOYLE - MARIOTTE
Acadêmicos:
Mário Kossar Junior
Luiz Evaldo Wolff
Bruno Morais Santos
TELÊMACO BORBA PR
2009
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FATEB – FACULDADE DE TELÊMACO BORBA

CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA

LABORATORIO DE ENGENHARIA QUÍMICA I

PROFª.: RUBIANE G. MARQUES

RELATÓRIO DE PRÁTICA 1° BIMESTRE

LEI DE BOYLE - MARIOTTE

Acadêmicos: Mário Kossar Junior Luiz Evaldo Wolff Bruno Morais Santos

TELÊMACO BORBA – PR

Resumo:

Objetivo é o estudo da transformação isotérmica de uma amostra gasosa, para isto foram provocados alterações, com aumento de pressão do ar, utilizando para isto equipamentos específicos. Quando executada a atividade descrita tem-se a condição de estabelecer a comprovação para a Lei Boyle - Mariotte.

  1. Objetivos dos Experimentos

Comprovação da validade da Lei de Boyle-Mariotte quando observado uma transformação isotérmica de uma massa gasosa. Mantendo a temperatura constante devemos buscar o desenvolvimento de uma função para a alteração de pressão (gráfico P x V, T = k)

  1. Introdução - Fundamentação Teórica

Robert Boyle.

Robert, Boyle nasceu no castelo de Lismore, na Irlanda, a 25 de janeiro de

  1. Era o sétimo dos catorze filhos do duque de Cork, homem abastado, senhor de terras e membro influente da corte. Sua educação foi primorosa. Ainda criança aprendeu o latim e o francês e, com apenas oito anos, foi mandado para Eton, escola tradicional, freqüentada pelos filhos das mais afortunadas famílias inglesas. Ali permaneceu até 1638, quando, em companhia de um tutor francês, partiu em viagem pela Europa. O roteiro incluía uma estada em Florença (de 1641 a 1642), onde o jovem inglês assistiu aos últimos anos da vida de Galileu Galilei, tendo ocasião de estudar de perto "os paradoxos do grande espectador de estrelas". Pôde, desta forma, assimilar sua posição crítica perante a filosofia aristotética e adquiriu com ele a certeza de que a experiência é a fonte clara e pura dos conhecimentos científicos.

Edme Mariotte.

Estabeleceu uma lei sobre a deformação elástica dos sólidos (1660) e foi o descobridor da chamada Lei de Mariotte ou lei da compressibilidade dos gases (1676), que relaciona volume com pressão para gases. Como o físico- matemático irlandês Robert Boyle (1627-1691) trabalhou na mesmo época no mesmo assunto e chegou ao mesmo resultado, em geral a lei é chamada lei de Boyle-Mariotte. Foi primeiro membro da Académie Royal des Sciences, fundada em Paris (1666). Sua obra mais importante foi Traité du mouviment des eaux et des autres corps fluides (1686), dois anos após sua morte.

Lei de Boyle-Mariotte diz que:

Sob temperatura constante (condições 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."

  1. Materiais e Equipamentos:

3.1. Análise Lei de Boyle- Mariotte – Conjunto Emília com manômetro:

3.1.1. 01 tripé universal com sapatas niveladoras; 3.1.2. 01 haste principal de 400mm; 3.1.3. 01 painel posicionador; 3.1.4. 01 parafuso micrometálico com escala espelhada e manipulo; 3.1.5. 01 seringa em vidro resistnte com escala volumétrica; 3.1.6. 01 válvula de três vias de desvio de fluxo; 3.1.7. 01 tubo de conexão; 3.1.8. 01 manômetro com fundo de escala e 2kgf/cm^2; 3.1.9. 01 presilha de metal;

3.2. Procedimento experimenta Lei de Boyle- Mariotte – Conjunto Emília com manômetro:

3.3. Fechar a válvula com presilha de metal, observar que um volume de ar deve ser mantido confinado no interior da seringa. 3.4. Girar o manipulo até verificar indicação de pressão 0,5 kgf/cm². 3.5. Aguardar um tempo para verificar a vedação do sistema, representada pela 3.6. estabilização da pressão de neste caso 0,5 kgf/cm². 3.7. Acionar o manípulo para obter a pressão de 0,0 kgf/cm². 3.8. Iniciar a observação do lei em questão com o acionamento do manípulo com a frequencia de 03 rotações, tomando nota na alteração provocada no manômetro.

  1. Resultados

4.1. Verificado o principio de funcionamento do Conjunto Emília com manômetro - Lei de Boyle- Mariotte.

  1. Resultados calculos 5.1. Lei de Boyle-Mariotte – conjunto Emilia com manômetro: 5.1.1. Planilha 1

Medida

pressão manométrica (kgf/cm^2)

pressão total (kgf/cm^2) Manométrica + Atm 0 0,11 1, 1 0,12 1, 2 0,18 1, 3 0,27 1, 4 0,37 1, 5 0,5 1, 6 0,64 1, 7 0,82 1,

5.2. Discussão de resultados - Lei de Boyle-Mariotte – conjunto Emilia com manômetro: Acompanhando os princípios da Lei em questão, observamos a condição fenomenológica envolvida nesta situação, verificou-se que o aumento de pressão acarretou em redução de volume. Consideraremos o ar como gás ideal, então justifica-se a seguinte equação. P. V = n. R. T Então n = P. V / R. T T = 273 K P = 101325 Pa N= (0,0000135Pa * 0,0000166407)/ (8,314 * 298K) N= 9,067*10 ^(-14)mols

  1. Análise do comportamento cinético dos gases:

6.1. 01 conjunto para estudo cinético de um gás; 6.2. 01 mesa principal projetável; 6.3. 01 câmara cilíndrica; 6.4. 01 porção de esferas de isopor; 6.5. 01 êmbolo com haste; 6.6. 01 registro; 6.7. 01 mangueira de conexão; 6.8. 01 bomba de ar;

  1. Procedimento experimental

7.1.1. Ligar a bomba. 7.1.2. Regular o registro objetivando um fluxo. 7.1.3. Movimentar o êmbolo, para provocar uma variação do volume disponível para o gás.

  1. Resultados – Verificado o principio de funcionamento do equipamento
  2. Resultados – Observação do fenômeno

Observado que o aumento no volume acarreta em diminuição da agitação das moléculas. Consequentemente quando observamos uma redução no volume temos um aumento na agitação das moléculas. Tal raciocínio apesenta-se como extremamente lógico.

  1. Análise utilizando o equipamento gaseológico: 10.1. 01 painel principal central; 10.2. 01 escala central milimetrada; 10.3. 01 painel deslizante com câmara lacrada; 10.4. 01 painel deslizante com artéria visor; 10.5. 02 indicadores magnéticos de nível; 10.6. 01 tubo de conexão; 10.7. 01 tripé Wackerritt com sapatas niveladoras amortecedoras; 10.8. 01 seringa de 20 mL (com prolongador); 10.9. 110 mL aproximadamente de água.
  1. Verificado o principio de funcionamento do equipamento gaseológico
  2. Resultados do Equipamento gaseológico: 13.1. Dados e calculos iniciais necessarios:

Φ = 4,85 mm = 0,488 cm

A = Área (interna) da seção transversal da câmara lacrada = (π.d^2 )/

A = (π.4,85^2 )/4 = 18,7 mm^2 = 0,187 cm^2

V 0 = Volume inicial no interior do equipamento = A. h = 0,1877 mm^2. 47 cm = 8,789 cm^3 Obs.: O volume inicial será considerado aquele medido com a câmara sendo considerada lacrada, este fato sendo verificado no inicio da atividade. Nesta situação o prolongados deve ser mantido com sua superficie isenta de água no interior da câmara.

A = 18,7 mm^2 = 0,187 cm^2 h = 470 mm = 47,0 cm

onde:

A = área da seção transversal da câmara lacrada;

13.2. Planilha Equipamento Gaseológico

Medida

Volume Vn (m^3) dH (m) H (m)

Pn= Po+dH Pn.Vn 1/V 1 8,68E-06 0 0 104111,

9,04E-

01 1,15E+

2 8,40E-06 0,003 0,0008 104581,

8,78E-

01 1,19E+

3 8,20E-06 0,002 0,0005 105072,

8,62E-

01 1,22E+

4 8,00E-06 0,003 0,0008 105494,

8,44E-

01 1,25E+

5 7,80E-06 0,003 0,0011 105680,

8,24E-

01 1,28E+

6 7,60E-06 0,003 0,0014 105974,

8,05E-

01 1,32E+

7 7,40E-06 0,002 0,0016 106377,

7,87E-

01 1,35E+

Determinado um conjunto de valores a respeito do ensaio em questão, conclui-se que a pratica teve sucesso, uma vez que apresentou fatos coerentes a Lei de Boylo – Mariotte, que apresenta em suas deduções uma constante como o resultado do produto da multiplicação da pressão e o volume. Como já descrito no decorrer deste relatório também observou-se o fenômeno da relação inversa entre volume e pressão sobre este.

  1. Conclusão

Verificamos que os gases de interesse realmente são os reais, porém por modelos de simulação poderemos estabelecer cálculos com grande facilidade se aceitamos as simulações fazendo referências aos gases ideais, respeitamos evidentemente a questão das partículas repulsivas, já estudadas por nós na própria engenharia. Mas sabemos que atender com precisão um determinado modelo, cálculos termodinâmicos mais avançados se fazem necessários.

  1. Referências Bibliográficas consultadas:

 www.pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Boyle-Mariotte  www.profs.ccems.pt/PauloPortugal/CFQ/Fichas/Lei_Boyle_Mariotte.htm  www.defi.isep.ipp.pt/~ndg/site/normas/1021.pdf  www.iped.com.br/colegio/quimica/lei-de-boylemariotte  www.google.com.br  www.estatica-metrologia.com.br/erros.php