Química Geral e Inorgânica
QGI0001
Enga. de Produção e Sistemas
Profa. Dra. Carla Dalmolin
Termodinâmica
Propriedades dos Gases
Definições
Termodinâmica
Ocorrência das reações químicas
Avaliação do calor liberado/absorvido numa reação química
Avaliação do trabalho gerado/recebido numa reação química
Estudo das transformações da energia
• Estudo do calor liberado na combustão e do
trabalho que pode ser realizado na queima de
combustíveis
• Espontaneidade das reações que levam à
corrosão de peças metálicas e não-metálicas
• Diagramas de fase
Conceitos Básicos
Funções de Estado
Pressão
Volume
Temperatura
Sistemas
Sistema Aberto
Sistema Fechado
Sistema Isolado
Funções de Caminho
Trabalho
Calor
Estados da Matéria
Gases
Moléculas muito separadas umas das outras
Líquidos
Moléculas estão mais próximas, mas não
apresenta uma forma definida
Sólidos
Moléculas muito próximas, formato definido
Gases
Conjunto de moléculas (ou átomos) em movimento permanente
e aleatório, com velocidades médias que aumentam quando a
temperatura se eleva e pouco perturbadas pelas forças
intermoleculares.
O estado físico de um gás é descrito por
uma equação de estado
Equação de estado de um gás: relação entre as propriedades
Volume (V)
Quantidade de matéria (n)
Pressão (p)
Temperatura (T) nRTpV
Volume Molar
Volume ocupado por 1 mol de substância
Volume – grandeza extensiva (depende da quantidade de substância)
Volume molar – grandeza intensiva (não depende da quantidade)
Princípio de Avogadro
Nas mesmas condições de T e p, um determinado número de
moléculas de um gás ocupa o mesmo volume.
T p Vm
Condições ambientes de T e p 298 K (25 oC) 1 bar 24,79 L.mol-1
Condições normais de T e p
(CNTP)
273 K (0 oC) 1 atm 22,41 L.mol-1
n
VVm
Pressão
Unidades de Pressão:
Nome Símbolo Valor
pascal 1 Pa 1 N.m-2; 1 kg.m-1.s-2
bar 1 bar 105 Pa
atmosfera 1 atm 101,325 kPa
torr 1 Torr (101.325 / 760) Pa = 133,32 Pa
milímetro de mercúrio 1 mmHg 133,32 Pa
Libra por polegada
quadrada
1 psi 6,8947 kPa
A
Fp
Lei de Boyle
Para temperaturas constantes:
pV
1
Lei de Boyle
Em uma refinaria de petróleo, um cilindro de 750 L de gás
etileno a 1,00 bar foi comprimido isotermicamente até 5,00 bar.
Qual o volume final da amostra?
150 L
Temperatura
Propriedade que indica o sentido do fluxo de energia quando
dois corpos são postos em contato
Parede diatérmica
Alta
temperatura
Baixa
temperatura
Equilíbrio térmico
Lei Zero da Termodinâmica
Lei de Charles
T = 0 K
Para pressões constantes:
TV
Relação entre p e T
Para volumes constantes:
Tp
A Energia dos Orbitais Relação entre p e T
Um tanque rígido de oxigênio colocado no exterior de um
edifício tem a pressão de 20,00 atm as 6:00 h da manhã,
quando a temperatura é 10 °C. Qual será a pressão no tanque
às 18:00 h, quando a temperatura chega a 30 °C?
21,4 atm
Modelo Cinético dos Gases
1. O gás é formado por moléculas de massa m, que se
movimentam aleatoriamente
2. O tamanho das moléculas é desprezível
3. As moléculas interagem raramente, através de colisões
elásticas (energia cinética é conservada)
Lei dos Gases Perfeitos
Lei de Boyle Lei de Charles Princípio de Avogrado
pV
1
VT
pT
nV
Constante dos Gases
R
8,31447 J K-1 mol-1
8,205.10-2 dm3 atm K-1 mol-1
8,31447.10-2 dm3 bar K-1 mol-1
8,31447 Pa m3 K-1 mol-1
162,364 dm3 Torr K-1 mol-1
1,98721 cal K-1 mol-1
p
nTRV
p
nTV
pV = nRT
Função de Estado
Lei dos Gases Perfeitos
1,7.10-8 atm