1 Termodinmica Qumica MEQ/MEB 2010/2011 Edmundo Gomes de Azevedo
[email protected] http://web.ist.utl.pt/ist10738/ Miguel
Rodrigues (prticas MEQ) [email protected] Ana Paula Serro
(prticas MEB) [email protected] 2 BIBLIOGRAFIA Adoptada: -
Edmundo Gomes de Azevedo, Termodinmica Aplicada, 2. Ed., Escolar
Editora (2000). Aconselhada: -R. J. Silbey, R. A. Alberty, M.G.
Bawendi, Physical Chemistry, 4. Ed., John Wiley (2004). -J. M.
Smith, H. C. Van Ness, M. M. Abbott, Introduction to Chem. Eng.
Thermodynamics, 7. ed., McGraw-Hill (2005). - K. Denbigh, The
Principles of Chemical Equilibrium, Cambridge Univ.Press (1989).
AVALIAO: Exame final. HORRIO DE ATENDIMENTO A ALUNOS: 4s. Feiras,
14h - 17h, 11. Andar, Torre Qumica [email protected]
http://web.ist.utl.pt/ist10738/ 3 Programa Introduo: perspetiva
histrica. Conceitos bsicos. A lei zero. Escala de temperatura do gs
ideal. Equao de estado dos gases perfeitos. - - Misturas gasosas
ideais. Lei de Dalton. A primeira lei. Processos isotrmicos e
adiabticos. Entalpia. Capacidades calorficas.Termoqumica:
temperatura terica de chama. Calorimetria.A segunda lei. Entropia e
processos espontneos. A mquina de Carnot. Temperatura termodinmica.
Eficincia trmica.A terceira lei.Equaes fundamentais da
termodinmica. Energias de Helmholtz e Gibbs. Relaes de Maxwell.
Equao de Gibbs-Helmholtz. Potencial qumico. Fugacidade. Equao de
Gibbs-Duhem.Gases reais. Fugacidade. Equaes de estado (van der
Waals, Peng-Robinson, Redlich-Kwong). Equao de virial. Princpio dos
estados correspondentes. Fator acntrico de Pitzer.Misturas gasosas
reais. Regra de Lewis-Randall. Equao de virial e de estado para
misturas.Equilbrio qumico. Princpio de Le Chatelier. Equilbrio de
fases. Regra das fases. Diagramas de fases de componentes puros
(diagramas p-T e p-V). Equao de Clausius-Clapeyron.Misturas
binrias. Solues ideais. Equilbrio lquido-vapor. Leis de Raoult e de
Henry. Diagramas de Fases. Volatilidade relativa. Clculo do
equilbrio de fases. Propriedades coligativas. Presso osmtica.
Solues reais. Funes de excesso. Coeficientes de atividade (conveno
simtrica e assimtrica). Diagramas de fase. Azeotropia. Equilbrio
lquido-lquido. Critrio de miscibilidade. Sistemas imiscveis e
parcialmente miscveis. Diagramas de fase. Lei de Nernst. Equilbrio
slido-lquido. Diagramas de fase. Pontos eutcticos e peritcticos.
Curvas de arrefecimento. 4 pV = nRT pVm = RT PTN (standard
temperature and pressure , STP): 0oC (273.15 K); 1 atm (760 torr)
Vm = 22.4 dm3/mol Gases Ideais 5 P(abs) = P(relativa) + 1 atm 6 pV
= nRT pVconstante= Mantendo T e n constantes:(lei de Boyle)
Mantendo p e n constantes: (lei de Charles) =(nRV T Tpconstante)
=Mantendo p e T constantes:(lei de Avogadro) =(nRV T npconstante)
=7 8 9 10 11 Escala de Temperatura de Gs Ideal 1limpT= pVnR0( )t(C)
= T(K) 273.15 -273.15OC = 0 K 12 A BB A= =nRT n RTp pV VMisturas de
Gases Ideais = == + + == + + = = =+ +B C AB C AB C A( )iiRTp n n
nVRT RT RTn n nV V VnRTp p p p pV=A AAA= = yp nRT /V nnpnRT /VAA= y
p pLei de Dalton y y y 13 ==nRTn RTnRT RTp p p n nV V V Vp
p2H222He= ( + )H He H He+H He= =Partial Pressure of a Gas: The
pressure that the gas would exert if it were the only gas present
in the container.15 Gases Reais 16 pVznRT= Gs Ideal z = 1 B, B = 2.
coeficente de virial C, C = 3. coeficente de virial 17 = = + +...
1mmpVpVBznRT RT V=B (cm3/mol) T (K) 18 Equao de van der Waals 2-
-mmRT ap =VV b| | | |\ .=22+ ) ( -n apVV nb RT19 20 Equao de van
der Waals: clculo de volumes molares | | | |\ .=22+ ) ( -n apVV nb
RT2m m--RT ap =V b VExemplo: H2O, 200C, 15 bar a = 5.536 atm
L2mol-2 b = 0.03049 L mol-1 | | |\ .-+m m mbRTpa abV V Vp p3 2+ - =
0 Vm(1) = 0.044 L
mol-1 Vm(2) = 2.505 L
mol-1 Vm(3) sem realidade fsica 21 22 ccm22m00==| | c= |c \ .|
|c= |c \ .T TT TpVpV2mmc c c2= --8= = = 32727RT aPV bVa ap T V
bRbb23 = = =pT Vp T VpT Vr r rcc c=Tp -VV2rrrr833 -1Princpio dos
Estados Correspondentes Benzeno: 445 K, 36 atm Azoto: 100 K, 25 atm
Mesmo pr, TrMesmoz Igual desvio ao comportamento de gs ideal 24
Princpio dos Estados Correspondentes z = z (pr,Tr) 25 sat=0.7log( )
1.0 e= TprrMetano:e = 0.011 Azoto:e = 0.039 n-Octano: e = 0.398 z =
z(0) (pr,Tr) + e z(1) (pr,Tr) Factor acntrico de Pitzer
