Se a temperatura aumenta o mesmo acontece com a presso e vice-versa. Suponha que a temperatura aumenta. Como o volume mantido constante, o aumento de T provocar, pelas razes antes expostas, um aumento da presso. Experimentalmente foi determinado que kV inversamente proporcional ao volume, V, e directamente proporcional ao nmero de moles de gs n e a uma constante de proporcionalidade RV, i.e., KV = nRV / V (6)
Esta lei, descoberta em 1787 por Jacques Charles, descreve a relao linear existente entre o volume e a temperatura de um gs ideal quando a presso se mantm constante. Est relao
Suponha que a temperatura aumenta. Isto significa que as molculas dentro do recipiente movem-se mais depressa (a energia cintica aumenta) e, portanto, a frequncia dos choques com as paredes do recipiente tambm aumenta. Sendo assim, a presso ser maior. Este aumento de presso provocar um aumento de volume do recipiente (para este fim concebido), o que, por sua vez, pelas razes antes explicadas, se reflectir numa diminuio da presso at esta atingir o seu valor constante. Assim, se a temperatura aumenta, o mesmo acontece com o volume e vice-versa. Experimentalmente foi determinado que kP inversamente proporcional presso, P, e directamente proporcional ao nmero de moles de gs, n,
Em geral, a equao que relaciona as grandezas termodinmicas P,T e V denomina-se equao de estado e pode ser escrita como:
Pretende-se verificar que, presso constante P0, o volume varia proporcionalmente temperatura (V= kPT). Para isto, um recipiente com um volume de ar inicial V0 e temperatura Tamb, aquecido at uma dada temperatura, T. Com o aumento da temperatura, o volume do ar aumenta at um valor, V, correspondente ao estado em que a presso no interior do recipiente ser igual a P0. Repetindo este processo para vrias temperaturas obtemos a funo V(T).
Para temperaturas que rondam os 20C, perto do nvel do mar (como o caso da regio de Faro) as variaes de presso normalmente no excedem os 2% de Patm. A presso escolhida a atmosfrica cujo valor assumiremos constante e sempre igual a Patm=1.013x105 Pa (760 mm da coluna de Hg). Para validar os resultados com as frmulas conhecidas importante registar os valores iniciais (antes do aquecimento) da temperatura e o volume, Tamb e V0, do ar contido no sistema2. Para aumentar o volume de ar decidiu-se conectar dois recipientes de alumnio ao dispositivo com pisto (ver figura 1). O volume de ar deve contemplar o volume inicial do cilindro com pisto (zero neste caso) mais o volume das duas mangueiras e o dos dois recipientes de alumnio. Portanto, o volume inicial V0, temperatura Tamb e presso P0, dado por V0=2(Vman+VcAl). A presso P0 deve considerar o facto de o pisto ter massa no desprezvel (mp=35 g) O dimetro do pisto dp=32,5 mm (podemos calcular a rea do pisto, Sp). A fora resultante da combinao do peso do pisto, do efeito do atrito deste nas paredes do cilindro e da resistncia do ar, na sua passagem pelas conexes, foi estimado em 2% do peso do pisto, i.e., um valor equivalente a
A temperatura deve ser medida com o termopar. Quando o multmetro marca a mesma temperatura durante algum tempo (aproximadamente 5 minutos) desliga-se. preciso voltar a lig-lo. Considera-se que o sistema est em equilbrio trmico quando a temperatura da gua contida no BT no muda. Note-se que a temperatura do ar contido no sistema deve ser ligeiramente inferior da gua porque existe sempre alguma diferena de temperatura na parede do recipiente de alumnio. Apesar de o BT trmico possuir uma resistncia para aquecer a gua at temperatura escolhida na escala do termstato (ver figura 2), e para mant-la constante nesse valor, podemos acelerar o processo de aquecimento. Para isto, basta retirar um pouco de gua atravs da mangueira submergida no BT para esse fim, e adicionar um pouco de gua quente da torneira com ajuda do beaker (use o pano para no se queimar). Deite pouca gua de cada vez, misture e espere algum tempo, at que a distribuio de temperatura no BT seja a mais homognea possvel.
Desligue uma das mangueiras do cilindro com pisto e a seguir leve o pisto at marca dos Vcei= 0 ml. Depois feche o sistema de maneira a ficar totalmente hermtico e introduza os cilindros de alumnio no BT (ver a instalao experimental mostrada na figura 2).
Proceda de modo semelhante ao descrito no ponto 4.4.5, variando a temperatura com um intervalo de 5C at atingir os 60C.
Pretende-se verificar que temperatura constante Tamb o volume inversamente proporcional presso (V=kT/P). Para isto, aumenta-se a presso do ar contido num sistema
Ver ponto 4.3.3. O dispositivo experimental desta experincia idntico ao mostrado na figura 1 mas em lugar do cilindro de alumnio decidiu-se conectar um recipiente com maior volume (Vrecip) para tornar o sistema mais compressvel. O volume do sistema sem contar o cilindro com mbolo (Vce) V0= Vman+Vrecip. A experincia deve ser executada com rapidez para atenuar o efeito adverso das fugas de ar no cilindro com pisto.

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