![appareil de Mariotte](mariotte.jpg) |
Um gás perfeito é composto por moléculas pontuais que não exercem qualquer interacção à distância. Para um destes gases,
a equação de estado é: P.V = n R.T P é a pressão, V o volume, n o número de moles do gás, T a temperatura
absoluta e R a constante dos gases perfeitos (8,314 103 J/K).
NOTA: em condições normais (T = 273 K, P = 1013 hPa) uma mole de gás ocupa um volume igual a 22,415 l.
Esta equação de estado foi encontrada experimentalmente no século XVIII por Boyle* e por Mariotte*.
A lei é válida para pequenas pressões e longe da temperatura de liquefação do gás. Os gases reais são melhor representados pela
Equação de van der Walls.
O aparelho de Mariotte é composto por uma ampola graduada que comunica através de um tubo flexível com um recipiente móvel que se desloca
em frente de uma escala graduada. O conjunto contém mercúrio. A medida da diferença do nível de mercúrio entre os dois recipientes permite
determinar a pressão do gás contido na ampola graduada. Devido à toxicidade do mercúrio, este tipo de aparelho foi banido dos estabelicimentos
de ensino, podendo ser substituído pelo seguinte dispositivo: Um cilindro (a preto) fechado, com um êmbolo móvel (a azul) é colocado dentro
de uma câmara termostática (a branco). É colocado no interior do cilindro um sensor de pressão.
O applet:
Com os botões de selecção escolher o gás a estudar. Os botões [+]
et [-] permitem modificar o valor do volume do gás, sendo o valor de pressão exibido no quadro.
À esquerda desenha-se: a) a curva isotérmica P = f(V), com P em hPa, V em
cm3. b) a curva PV = g(V). P em hPa, V em cm3. O
produto PV é divisível por 10. Poder-se-á igualmente traçar a curva P = h(1/V).
Os valores utilizados são oriundos de medidas em arquivo efectuadas num aparelho de Mariotte, tendo sido apenas convertidos os cm de mercúrio para hectopascal.
Verifique que para as condições experimentais utilizadas, o ar se comporta como um gás perfeito e que o butano se desvia da lei à medida que
a pressão aumenta. Verifique que a compressibilidade diminui quando nos aproximamos da liquefacção. (O n-butano liquefaz-se a - 0, 3°C).
A partir dos dados, encontre o valor de R. (massa volúmica do ar a 0°C 1,293
g/cm3)
Boyle (1627-1691) Físico inglês de origem irlandesa.
Publicou, em 1662, a Lei dos Gases Perfeitos. Mariotte (1620-1684) Físico
francês. Estabelece esta lei de forma independente, publicando-a em 1676.
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra
Coelho em Março de 2011
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