Projeto Vácuo-Mecânico-Estrutural
do Padrão Primário de Vácuo
Leandro Toshio Filoni e Francisco Tadeu Degasperi
Faculdade de Tecnologia de São Paulo – Fatec-SP – CEETEPS – UNESP – São Paulo – SP – Brasil
e-mail: [email protected]
1. Introdução
7
1.8.10
Um padrão primário é um arranjo pensado para
obter medidas de confiança para calibração de outros
instrumentos, que seriam os padrões secundários. No
Laboratório de Tecnologia de São Paulo, foram feitas
experiências considerando o medidor McLeod como
padrão primário. Neste trabalho utilizaremos outro tipo
de padrão primário que tem como base teórica
expansões sucessivas isotérmicas (Lei de BoyleMariotte). A metrologia para construção de um padrão
primário é importante para padronizar a construção e
sempre que possível modificar a construção do projeto
de modo a ter uma incerteza relacionada as medidas
cada vez menor.
7
1.7.10
7
1.6.10
pressão (Pa)
7
1.5.10
7
1.4.10
7
1.3.10
7
1.2.10
7
1.1.10
1 .10
7
9 .10
6
8 .10
6
7 .10
6
4
1.5.10
2 .10
2. Método Experimental
pinicial ⋅ vmenor
(vmenor + Vmaior )
4
2.5.10
3.10
4
4
3.5.10
Volume molar (m³/mol)
Partiremos de uma pressão inicial medida por um
manômetro absoluto, com pequena incerteza relativa e
em seguida expandimos o gás para uma câmara de
vácuo maior. Admitindo a validade da lei de BoyleMariotte, encontramos a pressão final.
Pfinal =
4
Van der Waals- T=300K
Gás Ideal - T=300K
Fig. 1 Comparação entre Equação de Van der Waals e
Equação dos Gases Ideais.
4. Conclusões
(1)
O gás, ao expandir, ocupará um volume maior,
conseqüentemente, a pressão que o gás exercerá em
relação ao novo volume (após a expansão) é menor que
a pressão antes da expansão. Para conseguir valores de
pressão, usando este método que podemos dizer que um
divisor de pressão, é necessário o conhecimento das
razões de volumes, isto é, o volume inicial – antes da
expansão – dividido pelo volume final – depois da
expansão.
3. Resultados e Discussões
Tivemos um estudo em relação ao comportamento
do gás (Ideal ou Real). Através de dados retirados de [2]
observamos que para nossos parâmetros de partida as
equações de Van der Waals e dos Gases Ideais tendem a
0% de incerteza. Fizemos um gráfico comparando as
duas Equações de estado Fig. 1. O gás utilizado para
gerações de dados do gráfico foi o nitrogênio, o mesmo
que usaremos no projeto.
Concluímos que, tanto a equação de Van der Waals
quanto a Equação dos Gases Ideais, utilizadas como
base do projeto estão adequadas para os nossos padrões,
possibilitando fazer uma comparação bastante precisa
entre os valores experimentais – que ainda serão
coletados – com os valores teóricos utilizados como
base teórica a Equação de Boyle-Mariotte.
5. Referências
[1] Determinação da razão de volumes para o método de
expansão estática em metrologia de pressão em vácuo,
Trabalho de Graduação, Ricardo Cardoso Rangel,
Laboratório de Tecnologia do Vácuo – Fatec-SP, 2007.
[2] Termodinâmica, Yunus A. Cengel e Michael A.
Boles.
Agradecimentos
Agradecemos à Empresa PV-PrestVácuo Ltda. pela
construção de peças do arranjo experimental.
1
Aluno de IC da CNPq.