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Comprimir o ar: o que acontece com a pressão?
Use quatro leituras de um ensaio real com seringa para descobrir o que acontece com a pressão quando o ar aprisionado tem menos espaço.
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Learning Outcomes
Coletar quatro leituras de pressão do ensaio de Boyle com a seringa de 20 mL.
Descrever o sentido da mudança de pressão à medida que o volume diminui.
Explicar a observação usando compressão e colisões de partículas.
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Activity Content
Preview only. In a class session, students can fill in responses and submit their work to the teacher.
O ar invisível que empurra de volta
6 min
Quando você empurra o cabo de uma bomba de bicicleta, parece que o ar empurra de volta, embora não seja possível vê-lo. Algo semelhante acontece dentro de uma seringa fechada: a mesma quantidade de ar pode ficar aprisionada em um espaço cada vez menor. O que acontece com sua pressão?
Nesta atividade, *volume* significa o espaço ocupado pelo ar, medido em mililitros (mL). *Pressão* descreve a força que o gás exerce por unidade de área sobre as paredes, medida em quilopascais (kPa). Primeiro você fará uma previsão e depois testará sua ideia com quatro leituras de um vídeo de um experimento real.
Antes de abrir o laboratório, o que você prevê que acontecerá com a pressão quando o volume diminuir?
Explique sua previsão em uma ou duas frases. Você ainda não precisa conhecer a lei de Boyle.
Observe quatro momentos da compressão
10 min
Use a seringa de 20 mL, ensaio 1. O experimento faz uma pausa cada vez que o volume diminui. Registre apenas quatro momentos: 20, 16, 12 e 8 mL. Prossiga pelas outras pausas sem adicionar linhas. Se o visor usar vírgula decimal, digite um ponto decimal na tabela: por exemplo, registre 86,08 como 86.08.
Onde ler a pressão
Leia o número grande da pressão ao lado de kPa no visor do LabQuest; ele aparece em vermelho na interface atual. Leia o volume na posição atual da seringa; cada clique o diminui em 2 mL.
Observação sobre a tela do laboratório: a introdução pode mencionar pressão e temperatura. Neste ensaio de Boyle, o volume da seringa muda, a pressão é medida e a temperatura é considerada aproximadamente constante.
Abra o laboratório de Boyle
Abra o laboratório usando o botão de laboratório desta atividade.
Escolha a seringa de 20 mL e o ensaio 1.
Em 20 mL, leia a pressão no visor do LabQuest e volte aqui para registrá-la.
Retorne ao laboratório e selecione Decrementar en 2 mL (diminuir em 2 mL). Continue até chegar a 8 mL.
Registre apenas as pressões em 20, 16, 12 e 8 mL. Reproduza novamente uma pausa se algum algarismo não estiver claro; não invente uma leitura.
Cada linha da tabela representa um desses quatro volumes. Os valores de volume já estão preenchidos e bloqueados. Digite uma pressão em kPa por linha; se a interface mostrar linhas vazias adicionais, deixe-as sem uso.
Quatro leituras de pressão
Complete exatamente quatro linhas com leituras de pressão do visor do LabQuest.
| Volume mL | Pressão observada kPa |
|---|---|
Transforme as leituras em um padrão
5 min
Agora compare a primeira e a última linha e, em seguida, verifique se as leituras das linhas intermediárias seguem o mesmo padrão.
Que padrão suas quatro leituras mostram à medida que o volume diminui?
Escreva duas leituras que sustentem sua escolha usando este formato: em ___ mL, a pressão era ___ kPa; em ___ mL, a pressão era ___ kPa.
Explique o que não podemos ver
4 min
O vídeo mostra o resultado, mas as partículas do ar são pequenas demais para serem vistas. Quando o mesmo ar é comprimido em um espaço menor, as partículas percorrem uma distância menor antes de atingir uma parede. As colisões transferem quantidade de movimento para as paredes com maior frequência por unidade de área, aumentando a pressão.
Escreva três frases usando o modelo de partículas acima:
1. Indique o padrão que você observou entre volume e pressão.
2. Cite duas leituras de sua tabela, incluindo o volume e a pressão de cada uma.
3. Explique o padrão: o mesmo ar ocupa menos espaço e, por isso, suas partículas colidem com as paredes com maior frequência.