Comprovação empírica da lei dos gases ideais
Comprovação Empírica da Lei dos Gases Ideais
Karel Pontes Leal
CEFET-RJ
Introdução
A lei dos gases ideais é expressa matematicamente pela equação de estado de um gás ideal. Foi deduzida, pela primeira vez, em 1834 pelo físico e engenheiro francês Benoît Émile Clapeyron, considerado um dos fundadores da Termodinâmica. Clapeyron combinou a lei de Boyle e a lei de Charles para derivar a referida equação. August Krönig, um físico e químico alemão do século XIX, deduziu, em 1856, a mesma equação (aparentemente, de forma independente) tendo como base a teoria cinética dos gases, tal como fez um ano depois Rudolf Clausius, matemático e físico alemão seu contemporâneo, também ele considerado um dos fundadores da Termodinâmica.
O experimento foi feito com o intuito de tanto provar a eficácia da equação de gases ideais como também verificar a teoria e por em prática o que vemos no papel. A equação dos gases ideais nos mostra o que acontece com as grandezas envolvidas na equação que relaciona as grandezas quando se têm situações diversas. A fórmula se dá por:
PV=nRT(1)
Onde P é a pressão, V o volume, n a razão entre o número de mols e a massa molar, R a constante dos gases e T a temperatura, todas as grandezas se referem ao gás trabalhado. E poderá ter variações como:
P=nRTV (2)
V=nRTP (3)
Durante a realização do experimento usaremos a altura da coluna de líquido e de gás, e com elas calcularemos a Pressão e o volume com as determinadas equações:
P=ρghliq (4)
V=2πrhgás+v (5)
Onde P é a pressão do gás, ρ é a densidade do líquido, g é a aceleração da gravidade, hliq é a diferença de altura em relação aos dois tubos com líquido, r é o raio do tubo que contém o gás em questão, hgás é a altura da coluna de gás e v é o volume do sólido vermelho acima do tubo.
Experimental O aparelho usado é formado por uma haste de metal graduada em centímetros onde são feitas as medições, conta com um aparelho pra mudar/manter a temperatura da água