Termodinâmica Química – Continuação - EcivilUFES .2 A Primeira Lei da Termodinâmica Energia

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  • 1

    Termodinmica Qumica Continuao

    Profa. Geisamanda Pedrini Brando Athayde

    Qumica Aplicada Engenharia Civil

    Reviso

    Calor

    Sistema ganha calor q > 0 Processo EndotrmicoSistema perde calor q < 0 Processo Exotrmico

    Trabalho

    Sistema realiza trabalho sobre as vizinhanas w < 0 Processo de Expanso

    As vizinhanas realizam trabalho sobre o sistema w > 0 Processo de Compresso

  • 2

    A Primeira Lei da Termodinmica

    EnergiaEnergia interna:

    U = variao na energia de um sistemaU = Ufinal - Uinicial

    U adicionando calor ao sistema (q > 0) ou realizando trabalho sobre ele (w > 0)U retirando calor do sistema (q < 0) ou permitir que ele realize trabalho sobre a

    vizinhana (w < 0)

    U = q + wPrimeira Lei da Termodinmica

    O Calor e a Entalpia

    EntalpiaH = q ( presso constante)

    U = H + w

    ( presso constante)

    U = H Pext .V

  • 3

    As Equaes Termoqumicas

    Calor de Reao ou Entalpia de Reao

    H = Hprodutos Hreagentes

    H > 0 Reao endotrmica H < 0 Reao exotrmica

    v

    As Equaes Termoqumicas

    Lei de HessA variao de entalpia de uma reao qumica depende

    apenas dos estados inicial e final, no importando o nmero de etapas do processo ou da maneira que realizada a reao

    Foi proposta pelo qumico russo Germain Henri Hess em 1840 e estabelece que a energia no pode ser nem criada nem destruida; somente pode ser trocada de uma forma em outra.

  • 4

    As Equaes Termoqumicas

    Lei de Hess

    As Equaes Termoqumicas

    Lei de Hess

  • 5

    As Equaes Termoqumicas

    Reao de Formao

    aquela em que um mol de um composto se forma a partir de seus elementos.Exemplo:

    s

    As Equaes Termoqumicas

    Entalpia Padro de Formao

    Refere-se energia liberada ou absorvida quando um mol de um composto se forma a partir de substncias simples no estado padro (as quais tm entalpia-padro igual a zero).Exemplo:

    s

  • 6

    As Equaes Termoqumicas

    Entalpias Padro de Formao

    25C

    As Equaes Termoqumicas

    Exemplo:

    Calcule o H0 a 25C para a reao:Na2O(s) + H2O(l) 2 NaOH(s)

  • 7

    As Equaes Termoqumicas

    Termodinmica Qumica Segunda e Terceira Leis

    Profa. Geisamanda Pedrini Brando Athayde

    Qumica Aplicada Engenharia Civil

  • 8

    A Segunda Lei da Termodinmica

    T > 0C:

    gelo (maior ordem, menor energia) gua lquida (menor ordem, maior energia)

    T < 0C:

    gua lquida (menor ordem, maior energia) gelo (maior ordem, menor energia)

    A Segunda Lei da Termodinmica

    Probabilidade e desordem

    Os sistemas tendem a transforma-se em estados mais desordenados por causa da probabilidade de tais estados ser maior do que a de um estado mais ordenado.

    Um sistema isolado transforma-se naturalmente de um estado menos provvel para um estado mais provvel.

  • 9

    A Segunda Lei da Termodinmica

    Entropia

    Assim como a energia e a entalpia, a entropia uma propriedade de estado do sistema.A entropia aumenta com qualquer transformao espontnea sistema tende para um equilbrio mais provvel e mais estvel.

    S > 0

    Stotal = Ssistema + Svizinhanas > 0 (transformao espontnea)

    S = S2 S1

    A Segunda Lei da Termodinmica

    A entropia do universo (sistema + vizinhanas) tende sempre a aumentar

    para qualquer transformao espontnea.

  • 10

    A Segunda Lei da Termodinmica

    EntropiaA temperatura e presso constantes:

    x (-T):

    A Segunda Lei da Termodinmica

    Energia livre de Gibbs - G

    T constante:

  • 11

    A Segunda Lei da Termodinmica

    Energia livre de Gibbs G

    Transformao espontnea:

    Transformao no-espontnea:

    Sistema em equilbrio:

    A Segunda Lei da Termodinmica

    Energia livre de Gibbs - G

  • 12

    A Segunda Lei da Termodinmica

    Energia livre de Gibbs - G

    A Segunda Lei da Termodinmica

    Variao de Entropia e Energia livre de Gibbs G

    Mudanas de fases

    Reaes qumicas

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    Exemplo:

    A Terceira Lei da Termodinmica

    A entropia de um slido cristalino, puro e perfeito igual a zero no zero

    absoluto.

  • 14

    A Terceira Lei da Termodinmica

    Entropia

    Aumento da entropia com o aumento da T:

    no zero absoluto: S0 = 0

    A Terceira Lei da Termodinmica

    Entropia

    Entropias-padro Absolutas a 25C:

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    As Leis da Termodinmica

    Energia livre de Gibbs padro de formao G0f

    Reao qumica:

    Elemento no combinado em sua forma mais estvel:

    G0f = 0H0f = 0