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Sistema e Estado:. Sistema aberto – troca matéria e energia. Sistema fechado – troca energia. Sistema isolado – não há troca. Sistema adiabático – isolado termicamente. Vizinhança. Sistema. Termodinâmica. Definição: - PowerPoint PPT Presentation
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Prof. Antonio Guerra/ Aline Monteiro – CEFET/RJ
Termodinâmica Definição:Estuda as mudanças de energia que acompanham os processos físicos e químicos!
Sistema e Estado:
Sistema
Vizinhança Sistema aberto – troca matéria e energia.
Sistema fechado – troca energia.
Sistema isolado – não há troca.
Sistema adiabático – isolado termicamente
Estado – indica as condições físicas e químicas do sistema.
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Prof. Antonio Guerra/ Aline Monteiro – CEFET/RJ
Termodinâmica Trabalho:
Movimento contra uma força – w = Fxd (1J = 1kgm2/s2)ou
Capacidade do sistema de realizar trabalho
Calor (q) – energia transferida devido a diferença de temperatura. (1cal =
4,184J)
Energia:Transferência de energia para um sistema!
.
Energia interna (U) – energia do sistema.
w w <0 – vizinhança → sistemaw >0 – sistema → vizinhança
q q >0 – absorção de energia (endotérmico)q <0 – liberação de energia (exotérmico)
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Prof. Antonio Guerra/ Aline Monteiro – CEFET/RJ
Termoquímica 1a Lei da Termodinâmica: (Conservação de Energia)
A energia interna de um sistema adiabático é constante.
ΔU = q - W
Entalpia do Sistema (ΔH):Calor absorvido ou liberado sob pressão constante.
q = ΔH ΔH = ΔU + W
Entalpia de Reação (ΔHReação):Calor trocado durante uma reação química.
Hf >Hi → ΔH >0 – absorção de energia (endotérmico)
Hf <Hi → ΔH <0 – liberação de energia (exotérmico)
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Prof. Antonio Guerra/ Aline Monteiro – CEFET/RJ
Termoquímica
Estado-padrão (o):Substância pura, sob pressão de 100 kPa e a temperatura de 298,15 K (25 oC).
Equação Termoquímica:Equação química balanceada + ΔHReação.
H2(g) + ½O2(g) H2O(l) ΔH= - 68,3 kCal/mol
Função de estado:Funções que dependem apenas dos estados inicial e final do processo!
CO2(g)
+½O2(g)
-283,5 kJ/molC(grafite)
CO(g)+½O2(g)
-110,5 kJ/mol
+O2(g)
-393,5 kJ/mol
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Prof. Antonio Guerra/ Aline Monteiro – CEFET/RJ
C(s) + O2(g) CO2(g) ΔHo= -393,5 kJ/mol
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ΔHo= 2x(-285,8 kJ/mol)
CO2(g) + 2H2O(l) CH4(g) + 2O2(g) ΔHo= +890,3 kJ/mol+
Termoquímica Lei de Hess:
Previsão do ΔHReação. Independe das etapas (função de estado)!
C(s) + 2H2(g) CH4(g) ΔHo= ?
C(s) + O2(g) CO2(g) ΔHo= -393,5 kJ/mol
H2(g) + ½O2(g) H2O(l) ΔHo= -285,8 kJ/mol
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) ΔHo= -890,3 kJ/mol
C(s) + 2H2(g) CH4(g) ΔHo= -74,8kJ/mol
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Prof. Antonio Guerra/ Aline Monteiro – CEFET/RJ
Termoquímica Entropia (S):
É a medida da desordem de um sistema!
A entropia é uma função de estado ΔS = Sfinal - Sinicial
Sf >Si → ΔS >0 desordem aumenta
Sf <Si → ΔS <0 desordem diminui
Ságua > Sgelo → ΔSfusão >0 gelo derrete espontaneamente!
2a Lei da Termodinâmica:A entropia de um sistema adiabático aumenta no decorrer de uma mudança
espontânea!
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Prof. Antonio Guerra/ Aline Monteiro – CEFET/RJ
Termoquímica Energia Livre de Gibbs (G):
Mede a variação de energia aproveitada para realizar trabalho útil em um processo espontâneo!
ΔG = ΔH – TΔS
QRTGG lnNo equilíbrio Q = K e ΔG = 0
ΔGo = -RT lnk
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Prof. Antonio Guerra/ Aline Monteiro – CEFET/RJ
Termoquímica Movimento Atômico:
Translaçào deslocamento no espaço.
Vibração mudança de ângulo e comprimento das ligações.
Rotação giro da molécula em torno de um eixo.
3a Lei da Termodinâmica:A entropia de uma substância pura e cristalina, perfeitamente ordenada, é igual a
zero, no zero absoluto (0 K)!