Lição do Teach
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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Objetivos de aprendizagem
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.
Visualização da atividade do estudante
Conteúdo da atividade
Apenas visualização. Em uma sessão de aula, os estudantes podem preencher respostas e entregar o trabalho ao professor.
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:
- Indique que o volume caiu de
20 mLpara10 mLe cite as duas pressões medidas. - Informe sua razão e diga se o valor não arredondado está dentro de
1.90–2.10. - 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.
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