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O desafio do PV constante
Use cinco pares reais de pressão e volume para decidir se uma regra de multiplicação permanece consistente durante uma compressão completa da seringa.
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Learning Outcomes
Coletar cinco pares selecionados de pressão e volume do ensaio de 60 mL.
Calcular PV em unidades consistentes para cada par selecionado.
Avaliar se PV é aproximadamente constante usando um critério de desvio claramente definido.
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Activity Content
Preview only. In a class session, students can fill in responses and submit their work to the teacher.
A multiplicação pode revelar um padrão?
6 min
Uma seringa comprimida produz muitos pares diferentes de pressão e volume. À primeira vista, eles podem parecer uma coleção desorganizada de números. Uma operação pode revelar uma regularidade escondida: multiplicar cada pressão por seu volume.
Para uma quantidade fixa de gás a uma temperatura aproximadamente constante, a lei de Boyle propõe que PV permaneça aproximadamente constante:
A regra que você testará
P\,V \approx \text{constante}
P é a pressão exibida em kPa e V é o volume indicado na escala da seringa em mL; portanto, PV é expresso em kPa·mL. As informações disponíveis sobre o laboratório não indicam se o visor mostra pressão absoluta ou manométrica. O gás no tubo ou no sensor também 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. A palavra *aproximadamente* é importante: este ensaio testa um padrão prático, sem afirmar uma concordância perfeita com o modelo de gás ideal.
Antes de calcular, o que você espera que aconteça com os cinco produtos PV?
Colete cinco pares e calcule PV
16 min
Use a seringa de 60 mL, ensaio 1. O vídeo mostra nove volumes, mas esta atividade usa apenas cinco: 60, 50, 40, 30 e 20 mL. Em cada um deles, registre a pressão antes de diminuir novamente o volume. Prossiga por 55, 45, 35 e 25 mL sem adicioná-los à tabela.
A evidência vem deste visor
Leia o número grande da pressão ao lado de kPa; ele aparece em vermelho na interface atual. Se o visor usar vírgula decimal, digite um ponto decimal nos campos numéricos.
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 60 mL
Abra o laboratório e selecione a seringa de 60 mL e o ensaio 1.
Registre a pressão inicial em 60 mL.
Em cada pausa, selecione Decrementar en 5 mL (diminuir em 5 mL). Registre novamente apenas em 50, 40, 30 e 20 mL.
Para cada linha, calcule
PV = pressão × volumeusando uma calculadora.Se uma leitura for incerta, reproduza novamente a pausa ou indique isso na coluna de observação; não a substitua por um número ideal.
As cinco linhas já estão identificadas. Use a pressão exibida e arredonde cada produto PV para o 0.1 kPa·mL mais próximo. Deixe a coluna de desvio percentual em branco até calcular a média na próxima fase; a tabela é concluída em duas etapas. A observação opcional pode ser usada para indicar uma leitura difícil, como um algarismo borrado ou um visor oscilante. Deixe sem uso qualquer linha adicional da interface.
Cinco testes de PV
Primeiro copie a pressão e calcule PV. Depois de encontrar o PV médio, complete o desvio percentual de cada linha.
| Volume mL | Pressão kPa | PV kPa·mL | Desvio em relação ao PV médio % | Observação sobre a leitura |
|---|---|---|---|---|
Decida o que ‘constante’ pode significar
8 min
Uma constante experimental não exige produtos idênticos. Primeiro calcule PV médio = soma dos cinco produtos PV ÷ 5, usando os produtos já arredondados para 0.1 kPa·mL. Depois complete a última coluna numérica da tabela com desvio percentual = |PV − PV médio| ÷ PV médio × 100, arredondado para 0.1%. Nesta aula, considere uma linha como desvio perceptível quando seu desvio percentual exceder 5%. Essa é uma regra transparente para a sala de aula, não uma lei universal da natureza.
Calcule a média de seus cinco produtos PV. Digite-a arredondada para 0.1 kPa·mL e mostre a soma dividida por cinco.
Quantas das cinco linhas têm um desvio percentual que excede 5%? Escolha a única contagem que corresponde à sua tabela completa.
Qual linha tem o maior desvio percentual em relação ao PV médio? Indique seu volume, PV e porcentagem e, depois, aplique a regra de 5%. Se for um desvio perceptível, apresente uma causa possível relacionada à medição ou à montagem, como uma leitura difícil, mudança de temperatura, vazamento, resposta do sensor ou volume não contabilizado na montagem, sem afirmar que essa causa foi comprovada.
Dê o veredito do desafio
5 min
Escreva um veredito de quatro frases:
1. Decida se o ensaio sustenta um PV aproximadamente constante.
2. Cite pelo menos dois produtos PV de sua tabela.
3. Informe quantas linhas excedem 5% de desvio e identifique a linha com o maior desvio.
4. Explique como o conjunto completo de dados sustenta ou limita seu veredito; não apresente uma possível causa do desvio como se tivesse sido comprovada.