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Gay-Lussac: construa o gráfico de pressão e temperatura
Use dados reais de Gay-Lussac para construir um gráfico da pressão em função da temperatura absoluta e interpretar o padrão.
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Learning Outcomes
Preparar um gráfico da pressão em função da temperatura em kelvin.
Usar dados reais distribuídos ao longo do ensaio para interpretar um padrão aproximadamente linear.
Distinguir uma relação observada de uma extrapolação do modelo ideal.
Entregar um gráfico verificável com eixos, unidades e fonte dos dados bem identificados.
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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 que um gráfico pode mostrar?
5 min
Uma técnica precisa decidir se a pressão aumenta de modo regular quando um recipiente rígido é aquecido. Uma lista de leituras separadas não permite avaliar o padrão com facilidade: ela precisa de um gráfico que combine dados de referência com observações do ensaio. Você construirá um gráfico com oito pontos: cinco fornecidos e três observados por você. A lista de referência já expressa a temperatura em kelvin (K = °C + 273,15); na tabela de observações, converta as leituras em graus Celsius mostradas na tela e arredonde o valor em K para uma casa decimal.
Antes de construir o gráfico, qual direção você prevê para os pontos à medida que a temperatura em kelvin aumenta?
Explique sua previsão em uma ou duas frases. Relacione temperatura e pressão ou mencione que o recipiente mantém o volume fixo.
Colete três pontos do ensaio
10 min
Abra o laboratório e faça três leituras distribuídas ao longo do aquecimento. Antes de iniciar, prepare anotações para 00:30, 02:00 e 03:30: em cada instante, você registrará a temperatura em °C e a pressão em kPa. Depois, combinará essas leituras com cinco pontos de referência do mesmo ensaio.
Abrir o laboratório de Gay-Lussac
A amostra fechada contém sempre a mesma quantidade total de etanol, e o recipiente mantém o volume fixo. O modelo ideal também considera fixa a quantidade na fase gasosa; o laboratório registra temperatura e pressão, não a quantidade presente em cada fase.
Abra o laboratório pelo botão desta atividade.
Na tela de configuração, selecione a única amostra disponível: 0,014 mol de etanol. A interface pode mostrar
0.014 moles ethanol #1.Inicie uma observação, que leva cerca de 4 minutos. Durante o ensaio, registre valores aproximados de temperatura e pressão nos instantes indicados na tabela a seguir.
Volte ao TEACH e complete a tabela antes de continuar a análise.
Leituras do laboratório
Os tempos já estão preenchidos. Copie as leituras observadas para as colunas de °C e kPa; as unidades aparecem nos cabeçalhos. Depois, converta cada temperatura para K e arredonde para uma casa decimal.
| Tempo do ensaio (min:s) | Temperatura °C | Pressão kPa | Temperatura K |
|---|---|---|---|
A tabela também será avaliada. Depois de completá-la, use este formato: Menor: tempo ___, T = ___ K. Maior: tempo ___, T = ___ K. Esses tempos decorridos identificarão seus pontos no gráfico.
Cinco pontos de referência
- Ponto A: T = 297,0 K; P = 87,76 kPa.
- Ponto B: T = 300,9 K; P = 88,98 kPa.
- Ponto C: T = 308,0 K; P = 91,36 kPa.
- Ponto D: T = 312,6 K; P = 93,10 kPa.
- Ponto E: T = 317,8 K; P = 95,48 kPa.
Construa, confira e entregue seu gráfico
25 min
Use uma planilha e siga este roteiro:
1. Crie três colunas: T (K), P de referência (kPa) e P observada (kPa).
2. Nas cinco primeiras linhas de dados, copie a T e a P de referência para as duas primeiras colunas e deixe a terceira em branco.
3. Nas três linhas seguintes, copie a T observada para a primeira coluna e a respectiva P para a terceira; deixe a segunda em branco.
4. Selecione as três colunas e insira um gráfico de dispersão XY. O Planilhas Google e outras planilhas criarão duas séries com uma única coluna de temperatura compartilhada.
5. Mantenha T no eixo horizontal e P no vertical. Use um estilo diferente para cada série e uma legenda com pontos de referência e observações do laboratório. Inclua unidades e uma escala numérica que abranja os oito pontos.
6. Procure construir e formatar o gráfico em 15 minutos, use 5 para conferi-lo com os campos a seguir e reserve 5 para exportar e anexar o arquivo.
Modelo de eixos
A imagem não mostra a resposta. Use-a para conferir os eixos e as unidades; você acrescentará a escala e os pontos no arquivo entregue.
Direção. Ao avançar para temperaturas mais altas, o que os pontos de pressão fazem no conjunto?
Forma. Qual descrição representa melhor os pontos dentro do intervalo exibido?
Pontos isolados. Qual descrição corresponde ao seu gráfico?
Escreva uma frase explicando por que você descreveu a forma como reta, curva ou sem padrão. Use a posição dos pontos como evidência.
Depois de observar o gráfico, o que você faz com sua previsão inicial?
Seu gráfico de pressão e temperatura
Anexe o arquivo PDF ou a planilha. O gráfico deve mostrar a pressão no eixo vertical, a temperatura em kelvin no eixo horizontal, unidades, uma escala numérica, os cinco pontos fornecidos e suas três observações em outro estilo, com uma legenda que identifique os dois conjuntos.
Conferência do arquivo. Qual descrição corresponde ao gráfico que você acabou de anexar?
Interprete sem exagerar a conclusão
10 min
Um bom gráfico mostra mais do que apenas se algo aumenta. Ele também ajuda a decidir até onde a conclusão pode ir.
Afirmação. Em duas frases, indique a relação observada entre pressão e temperatura e limite a afirmação ao intervalo aproximado exibido.
Por que a quantidade de gás e o volume devem permanecer fixos ao estudar a relação entre P e T?
Limitação. Indique uma limitação específica do trabalho e explique como ela reduz o que é possível concluir a partir do gráfico.
Para analisar temperaturas muito além dos dados, use esta base: o modelo ideal afirma que pressão absoluta / T(K) = constante quando a quantidade e o volume permanecem fixos. Decida se o intervalo medido testa uma previsão próxima de 0 K e o que poderia mudar em uma substância real.
Extrapolação. Os dados de 297 K a 318 K testam o que acontece perto de 0 K?
Em uma ou duas frases, indique o que o modelo ideal prevê para a pressão absoluta perto de 0 K e explique por que o etanol real ou o intervalo estreito medido podem impedir esse teste.