Objetivos
Este experimento permite compreender como o movimento das partículas de um gás está relacionado com os conceitos de pressão e volume. Utilizando o pistão mecânico, é possível observar que as colisões constantes das partículas contra o êmbolo geram uma força capaz de sustentá-lo em determinada posição, estabelecendo uma relação entre o comportamento microscópico das partículas e as propriedades macroscópicas dos gases.
Materiais Necessários
01 pacote bolinhas plásticas
Conjunto de bolinhas plásticas usadas em experimentos de pressão e volume.
01 régua 20 cm
Régua de 20 cm usada para medições nos experimentos de pressão.
01 pistão mecânico completo
Com êmbolo, motor, pilhas e controle de velocidade
Procedimento
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Passo 0
Ligue o pistão mecânico utilizando o controlador de velocidade e observe o comportamento do êmbolo móvel após o início da vibração das partículas. Verifique que o êmbolo permanece oscilando em torno de uma determinada posição média.
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Passo 1
Observe atentamente as colisões das partículas contra o êmbolo e relacione esse comportamento com a origem da pressão exercida pelo gás. Discuta como as colisões constantes produzem uma força resultante sobre a superfície móvel do sistema.
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Passo 2
Utilize a régua ou a escala graduada presente no equipamento para medir a posição média do êmbolo em relação à base do pistão. Considere que o volume ocupado pelo gás corresponde ao espaço interno disponível para o movimento das partículas.
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Passo 3
Com base na altura medida e no formato cilíndrico do sistema, relacione o volume ocupado pelo gás com a posição do êmbolo. Discuta como cada partícula percorre continuamente todo o espaço disponível no interior do pistão.
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Passo 4
Compare a posição do êmbolo ao longo do funcionamento do equipamento e observe que pequenas oscilações ocorrem continuamente devido às colisões aleatórias das partículas.
Resultados
Espera-se observar que o êmbolo permanece sustentado devido às colisões constantes das partículas em movimento contra sua superfície. Essas colisões produzem uma força média responsável pela pressão exercida pelo gás.
A posição média do êmbolo define o volume ocupado pelas partículas no interior do sistema. Quanto maior a distância entre a base e o êmbolo, maior será o volume disponível para o movimento das partículas.
As pequenas oscilações observadas durante o funcionamento do equipamento evidenciam que as colisões entre partículas e êmbolo ocorrem continuamente e de maneira aleatória, característica típica dos gases em nível microscópico.
A posição média do êmbolo define o volume ocupado pelas partículas no interior do sistema. Quanto maior a distância entre a base e o êmbolo, maior será o volume disponível para o movimento das partículas.
As pequenas oscilações observadas durante o funcionamento do equipamento evidenciam que as colisões entre partículas e êmbolo ocorrem continuamente e de maneira aleatória, característica típica dos gases em nível microscópico.
Curiosidades
A pressão atmosférica que sentimos diariamente também é produzida pelas colisões de partículas gasosas presentes no ar contra todas as superfícies ao nosso redor.
O conceito de pressão explicado nesse experimento é fundamental para compreender o funcionamento de motores, seringas, pneus, cilindros de gás e diversos equipamentos utilizados no cotidiano e na indústria.
O conceito de pressão explicado nesse experimento é fundamental para compreender o funcionamento de motores, seringas, pneus, cilindros de gás e diversos equipamentos utilizados no cotidiano e na indústria.