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Metade do volume, o dobro da pressão?
Teste uma afirmação marcante sobre proporção inversa usando as leituras de 20 mL e 10 mL de um ensaio real de Boyle.
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Learning Outcomes
Medir a pressão em 20 mL e 10 mL no mesmo ensaio com a seringa.
Calcular a razão entre as pressões depois que o volume é reduzido à metade.
Usar evidências reais para distinguir uma pressão aproximadamente duplicada de uma pressão exatamente duplicada.
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Activity Content
Preview only. In a class session, students can fill in responses and submit their work to the teacher.
Uma afirmação que vale a pena testar
7 min
“Se você comprimir um gás até a metade de seu volume, sua pressão dobrará.” Essa frase é fácil de lembrar, mas ela descreve um experimento real exatamente ou apenas aproximadamente? Hoje você não coletará uma tabela enorme. Você testará a afirmação usando duas leituras principais do mesmo ensaio.
Use uma seringa fechada a uma temperatura aproximadamente constante. Compare 20 mL com 10 mL: o segundo volume indicado na escala da seringa é exatamente a metade do primeiro. A pressão é lida em kPa no visor do LabQuest. As informações disponíveis sobre o laboratório não indicam se o visor mostra pressão absoluta ou manométrica. Além disso, o gás no tubo ou no sensor pode acrescentar um volume que não aparece na escala da seringa. Use de modo consistente a pressão exibida e o volume indicado na escala da seringa como medidas de trabalho. O resultado é um teste aproximado do modelo, não uma prova de concordância perfeita com o modelo de gás ideal.
Se o volume mudar de 20 mL para 10 mL, o que você prevê para a pressão?
Dê uma justificativa breve para sua previsão. Diga se você espera uma mudança pequena, grande ou nula.
Registre as duas leituras principais
11 min
Use a seringa de 20 mL, ensaio 1. Registre a pressão inicial em 20 mL. Depois, prossiga pelas pausas em 18, 16, 14 e 12 mL sem registrá-las até chegar a 10 mL. Registre ali a segunda pressão. Se o visor usar vírgula decimal, use um ponto decimal nos campos numéricos.
O visor de medição
O número grande ao lado de kPa é a pressão; ele aparece em vermelho na interface atual. Sempre confira o volume atual antes de copiá-lo.
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 ensaio de 20 mL
Abra o laboratório a partir desta atividade.
Selecione a seringa de 20 mL e o ensaio 1.
Leia e registre a pressão em 20 mL.
Em cada pausa, selecione Decrementar en 2 mL (diminuir em 2 mL) até chegar a 10 mL.
Leia e registre a pressão em 10 mL. Reproduza novamente essa pausa se algum algarismo não estiver claro.
Complete apenas as duas linhas preparadas. Cada uma precisa de uma pressão em kPa; deixe vazia qualquer linha adicional mostrada pela interface.
Antes e depois de reduzir o volume à metade
Digite as pressões observadas em 20 mL e 10 mL.
| Volume mL | Pressão observada kPa |
|---|---|
Teste a palavra ‘dobro’
7 min
Compare a mudança dividindo a pressão em 10 mL pela pressão em 20 mL:
Razão entre as pressões
\text{razão}=\frac{P_{10}}{P_{20}}
Uma razão igual a 2 significa que a pressão final é exatamente duas vezes a pressão inicial. Nesta aula, use 1.90–2.10 como o intervalo da turma para uma razão de pressão aproximadamente igual a 2. Tome a decisão com base na razão não arredondada e depois apresente-a com duas casas decimais. A razão é adimensional porque as duas pressões usam a mesma unidade.
Calcule P10 ÷ P20. Digite a razão adimensional arredondada para duas casas decimais, explique quais duas leituras você usou e diga se o resultado não arredondado está dentro do intervalo 1.90–2.10.
Qual conclusão descreve melhor suas medições?
Um teste de um modelo de proporção inversa
5 min
Em uma proporção inversa, a multiplicação das duas variáveis dá um produto aproximadamente constante: PV ≈ constante. Duas leituras não podem estabelecer essa regra para todos os volumes, mas o modelo faz uma previsão clara quando o volume é reduzido à metade.
Escreva uma conclusão de três frases:
1. Indique que o volume caiu de 20 mL para 10 mL e cite as duas pressões medidas.
2. Informe sua razão e diga se o valor não arredondado está dentro de 1.90–2.10.
3. Decida se seus dados sustentam que a pressão aproximadamente dobrou. Deixe claro que duas leituras testam essa previsão, mas não estabelecem a regra para todos os volumes.