Lição do Teach
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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Objetivos de aprendizagem
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.
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.
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}
A leitura é pressão absoluta; não some pressão atmosférica. Mantenha as medidas na faixa especificada do sensor: 0–210 kPa. Valores superiores não servem para testar o modelo físico. A escala da seringa também omite o pequeno volume de gás nos tubos e no sensor.
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. Registre cinco volumes em ordem: 60, 50, 40, 35 e 30 mL. Passe pelas outras pausas sem acrescentar linhas. Termine em 30 mL para manter as medidas selecionadas na faixa do sensor.
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 seringa de 60 mL, ensaio 1.
Antes de comprimir, registre a pressão inicial em 60 mL.
Use o controle de redução de 5 mL. Nas pausas de 50, 40, 35 e 30 mL, copie a pressão em kPa; passe pelas outras pausas sem acrescentar linhas.
Pare a coleta em 30 mL. Se uma leitura selecionada superar 210 kPa, marque-a como fora do intervalo do sensor.
Calcule cada produto PV. Repita uma pausa pouco nítida ou descreva a incerteza na coluna de notas; nunca substitua uma leitura 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:
- Decida se o ensaio sustenta um
PVaproximadamente constante. - Cite pelo menos dois produtos
PVde sua tabela. - Informe quantas linhas excedem 5% de desvio e identifique a linha com o maior desvio.
- Explique como o conjunto completo de dados sustenta ou limita seu veredito; não apresente uma possível causa do desvio como se tivesse sido comprovada.
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