UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA-CCT DEPARTAMENTO DE FSICA DISCIPLINA: FISICA EXPERIMENTAL I ALUNO: ANDR BEZERRA DA SILVAMATRCULA: 21011980 PROFESSOR: WILTON PEREIRA TURMA: 09SEG 08/QUA 10 Termmetro gs a volume constante 13 Relatrio CAMPINA GRANDE 08 de JUNHO de 2011 1- Introduo Neste relatrio relatado o experimento de Termmetro gs a volume constante, que foi realizado no dia 30 de maio de 2011. 2- ObjetivoOobjetivodestaexperinciaestudarocomportamentodapressoexercidaporumgs(ar)emfunodasua temperatura,volumeconstante.Eatravsdesteestudo,determinaratemperaturadozeroabsolutoeocoeficiente da presso | do gs em uma dada temperatura. Omaterialutilizadonaexperinciafoiofogareiro,kitassato,bcker,termmetro,manmetrodemercrio, suportes, funil, mangueiras e vlvula. 3-FUNDAMENTAES TERICAS 3.1- Materiais Utilizados -Fogareiro; -Kitassato; -Becker; -Termmetro; -Manmetro de mercrio; -Suportes; -Funil; -Mangueiras; -Vlvula. 3.2- Descrio do Experimento Comobckerjcheiodegua,colocou-sesobreofogareiroeemseguida,mergulhouokitassato(quecontm gs (ar)) na gua do bcker. Comavlvuladoramodireitodomanmetroaberto,nivelou-seosdoisramosdemercriocomamarcade referncia, fechando-se a vlvula logo em seguida. Com esses passos realizados, ligou-se o fogareiro para aquecer o gs (ar) do kitassato. Manteve-se o menisco do mercrio do ramo direito do manmetro sempre coincidindo com a marca de referncia, paraqueovolumedogsnokitassatopermanecesseconstante.Ento,levantou-seofunillentamentee constantemente durante toda a experincia. Quando o termmetro do kitassato marcou aproximadamente 32C, leu-se e anotou-se a temperatura (t) e a presso manomtrica (h). Esperou-se que a temperatura variasse mais ou menos uns 3C, leu-se simultaneamente e anotaram-se os valores da temperatura e da presso manomtrica h, at preencher a tabela I. 3.3 - Medidas e Tabelas Densidade do mercrio: Hg = 13,6 g/cm3 Densidade da gua: H2O = 1,0 g/cm3 Presso atmosfrica local: 71,5 cmHg TABELA I 123456789 T(C)323538414447505356 h(cmHg)0,51,42,33,34,95,86,97,47,8 CONTINUAO DA TABELA I 10111213141516171819 59626568717477808386 8,59,39,910,310,511,912,513,313,713,9 Teoricamente, para um gs ideal, temos:PV = nRT No caso, V constante. Ento:T a P TVnRP . = = , onde VnRa =Poroutrolado,Tatemperaturaabsoluta,epodemosescrev-lacomoT=tc+k,ondetcatemperaturana escala Celsius e Kelvin o fator de converso da escala Celsius para Kelvin. Assim, podemos reescrever: P = a(tC + k)ouP = atC + b, sendo b= ak Para determinar a temperatura absoluta do zero absoluto, conhecendo-se o parmetro a e b, faz-se o seguinte: No zero absoluto P = 00 = atc + b-atc = btc = - b a Como P a presso absoluta exercida pelo ar e igual a ( Po + h), sabendo que Po a presso atmosfrica e h a presso manomtrica, determinou-se P para a tabela II. TABELA II CONTINUAO DA TABELA II 10111213141516171819 59626568717477808386 80,080,881,481,882,083,484,084,885,285,4 ClculodogrficodapressoabsolutaP(cmHg)emfunodatemperaturatc(C)databelaII.Grficonofinal deste relatrio. Eixo-x (tC): Mt= _250__ =2,91 2,0 mm/C 86 - 0 Degrau t = 86/5 = 17,0m Passo L = Mt .t = 2,0 . 17,0 = 34,0 mm 123456789 T(C)323538414447505356 P(cmHg) 72,072,973,874,876,477,378,478,979,3 L1 = 2,0.(32) = 64,0 mm L11 = 2,0.(62) = 124,0 mm L2 = 2,0.(35) = 70,0 mm L12 = 2,0.(65) = 130, 0 mm L3 = 2,0.(38) = 76,0 mm L13 = 2,0.(68) = 136,0mm L4 = 2,0.(41) = 82,0mmL14 = 2,0.(71) = 142,0mm L5 = 2,0.(44) = 88,0mmL15 = 2,0.(74) = 148,0mm L6 = 2,0.(47) = 94,0mmL16 = 2,0.(77) = 154,0mm L7 = 2,0.(50) = 100,0mmL17 = 2,0.(74) = 160,0mm L8 = 2,0.(53) = 106,0mmL18 = 2,0.(80) = 166,0mm L9 = 2,0.(56) = 112,0mmL19 = 2,0.(83) = 172,0mm L10 = 2,0.(59) = 118,0mm

Eixo y (P cmHg): MP= 150 = 11,19 10,0mm/cmHg 85,4 72,0 Degrau P = 85,4 72,0 / 5 = 2,68 2,0m Passo L = MP. P= 10,0 .2,0= 20,0mm L1 = 10,0.(72,0 72,0) = 0L11 = 10,0.( 80,8 72,0) = 88,0 mm L2 = 10,0.( 72,9 72,0) = 9,0 mm L12 = 10,0.( 81,4 72,0) = 94, 0 mm L3 = 10,0.( 73,8 72,0) = 18,0 mm L13 = 10,0.( 81,8 72,0) = 98,0mm L4 = 10,0.( 74,8 72,0) = 28,0mmL14 = 10,08(82,0 72,0) = 100,0mm L5 = 10,0.( 76,9 72,0) = 44,0mm L15 = 10,0.( 83,4 72,0) = 114,0mm L6 = 10,0.( 77,3 72,0) = 53,0mmL16 = 10,0.( 84,0 72,0) = 120,0mm L7 = 10,0.( 78,4 72,0) = 64,0mmL17 = 10,0.( 84,8 72,0) = 128,0mm L8 = 10,0.( 78,9 72,0) = 69,0mmL18 = 10,0.( 85,2 72,0) = 132,0mm L9 = 10,0.(79,3 72,0) = 73,0mm L19 = 10,0.( 85,4 72,0) = 134,0mm L10 = 10,0.( 80,0 72,0) = 80,0mm

Parmetros: X= 80,0 mm / 2,0 = 40C X= 185,0 mm / 2,0 = 92,5C

lY= MY( Y- 72,0) 35,0 = 10( Y- 72,0)Y= 75,5 cm/Hg lY= MY( Y- 72,0) 154,0 = 10( Y- 72,0)Y= 87,4 cm/Hg a = Y Y =87,4 75,5a = 0,226666666 XX 92,5 40,0 Y = ax + b 75,5 = 0,226666666. (40,0) + b b = 66,43 Baseado no grfico determinou-se a temperatura do zero absoluto: P = atC + b0 = atC + bb = -a tC tc = - b=-66,43= - 293,03C a 0,2267 Com o valor da temperatura do zero absoluto experimental obtido a partir do grfico, calculou-se o erro percentual do mesmo considerando como valor terico 273,15C. E% = -273,15 + 293,03x 100%E% = 7,3% -273,15 O coeficiente de presso | definido como o aumento relativo da presso exercida por um 1 grau de elevao da sua temperatura. Assim: dTdPPteo =1|(1) Por outro lado, PV = nRT (2). Derivando (2), temos VnRdTdP=. Substituindo em (1), encontramos: Tteo1= | Fazendo uma anlise dimensional do coeficiente de presso, temos que o coeficiente de presso da ordem K1. Com a seguinte expresso para a determinao experimental de | a uma temperatura de t graus Celsius: |.|

\|AA =TPt P ) (1exp |, onde|.|

\|AATP = a Obtem-se o valor de |exp para t= 0C: P = atC + bP = b P = 66,43cmHg |exp = 1. 0,2267 |exp = 3,41. 10C1 66,43 Para t = 36C, temos: P = atC + bP = 0,2267.(36) + 66,43P = 74,59 cmHg |exp = 1. 0,2267 |exp = 3,04. 10C1 74,59 4 Concluses Calculou-se o erro percentual de |exp a C, onde temos que:Tteo1= | = 1/ 273,15 = 3,66. 10K1 e |exp = 3,04. 10K1 E% = 3,66. 10 3,04. 10x 100% E% = 16,9% 3,66. 10 Osprrincipaiserrossistemticoscometidosnesteexperimentoso,consideraroarcomoumgsideal,o escapamento do gs, o volume que no constante. Se no manmetro utilizasse gua no lugar do mercrio, o comprimento do ramo esquerdo do tubo em U, deveria ser: Hg Pm = Hg g AhHg HOPm = HO g Ah HO Igualando, temos Hg g AhHg = HO g Ah HO Ah HO = Hg AhHg HO Asvantagensdeummanmetrodeguaemcomparaocomumdemercrioqueaguanotxicae acessvelatodos.Easdesvantagensso,seutilizssemosgua,ascolunasseriambemmaioreseocupariamais espao, o mercrio txico e custa caro. Osignificadodatemperaturadozeroabsolutoemrelaoaenergiacinticadecadamolculadegsque quantomaioratemperatura,maioraagitaoentreasmolculas.Quandoatemperaturaabaixadaaagitao diminui e com a temperatura tendendo ao zero absoluto, as molculas ficam estticas.