Início     Curriculum Vitae     Ensino     Investigação  Gestão    Links

horizontal rule

 

TERMODINÂMICA QUÍMICA

2023/24 :  Frequência: 13 de Junho de 2024 ás 10 h

Exame: 24 de Junho de 2024 às 10 h

Exame de Recurso: 15 de Julho ás 10 h

 

DOCENTE

Valentim Maria Brunheta Nunes, Prof. Adjunto
 

OBJECTIVOS

Estudo dos princípios da Termodinâmica Química. Aplicação a sistemas, sejam sólidos líquidos ou gasosos, com interesse em Engenharia Química. Enquadramento de questões ambientais. Desenvolvimento de técnicas de cálculo importantes em Engenharia.

PROGRAMA DA DISCIPLINA

  1. Gases ideais e reais. Conceitos de pressão e temperatura. A lei zero da termodinâmica. Equações e variáveis de estado. O modelo do gás ideal. Leis de Boyle, Charles e Gay-Lussac e Princípio de Avogadro. Pressões parciais e Lei de Dalton. Isotérmicas e isobáricas de um gás. Gases reais: ponto crítico. Factor de compressibilidade. Equação de van de Waals Princípio dos estados correspondentes.
     

  2. Conceitos fundamentais de Termodinâmica Química. Calor e trabalho. Sistemas, variáveis e funções de estado. A energia interna. A primeira lei da termodinâmica. Processos reversíveis e irreversíveis. Entalpia e capacidades caloríficas. As experiências de Joule e Joule-Thomson. Termoquímica. Lei de Hess. Variação da entalpia com a temperatura. Lei de Kirchoff. Reacções de combustão.
     

  3. Entropia e segunda lei da Termodinâmica. Cálculos de variação da entropia. Entropia absoluta e terceira lei. Energia de Gibbs e de Helmoltz. Combinações da 1ª e 2ª leis da termodinâmica. Relações de Maxwell. Equação de Gibbs-Helmoltz.
     

  4. O potencial químico. Equilíbrio em reacções químicas. A constante de equilíbrio. Equação de van’t Hoff. Sistemas gasosos ideais. Sistemas heterogéneos. Sistemas gasosos reais: a fugacidade de um gás.
     

  5. Equilíbrio de fases em substâncias puras. Regra das fases de Gibbs. Equações de Clapeyron e Clausius –Clapeyron. Diagramas de fase. Propriedades supercríticas.
     

  6. Equilíbrios de fase em sistemas multicomponentes. Sistemas binários. Misturas ideais. Lei de Raoult e Lei de Henry. Propriedades coligativas. Solubilidade ideal de sólidos em líquidos.

MÉTODO DE AVALIAÇÃO

Frequência ou Exame final. Aprovação com nota igual ou superior a 10 valores.    

Aceda aqui a exemplos de frequências e exames em anos recentes  exame(2001) ; exame (2002) ; frequência (2003) ; frequência(2004); exame(2005)                    frequência(2006)    frequência(2007)    exame(2008)    exame(2009)  frequência(2010)  exame(2011)   frequência (2012)   exame (2013)      frequência(2014) exame(2015)  exame (2016)  frequência (2017)   exame(2018)   exame(2019)

 

BIBLIOGRAFIA

Atkins, P., de Paula, J., Keeler, J, Physical Chemistry, Volume1: Thermodynamics and Kinetics 11th ed, Oxford University Press, Oxford, 2018    WEB LINKS
Azevedo, E. G., Termodinâmica Aplicada, 4ª ed., Escolar Editora, Lisboa, 2018  LINK
Smith, Van Ness e Abbott, Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, McGraw-Hill, New York, 1995

PERÍODOS LECTIVOS

Aula teórica: Segunda-Feira (11-13), Sala J190
Aulas teórico-práticas: Quarta-Feira (11-13), Sala J190

HORÁRIO DE ATENDIMENTO

Segunda - Feira (14-17) *, Gabinete J207
*qualquer outro horário, com marcação prévia.
Contacto por email: valentim@ipt.pt

MATERIAL DE APOIO

Apresentação        Cap1        Cap2    Cap3

SÉRIES DE EXERCÍCIOS/ SERiES OF EXERCISES

Caderno de Exercícios    Handbook of Exercises

        Exercícios resolvidos (20/21): 1a3   6a7  9a11   12   14a15   16   19   20a22   23a25   25(cont.)   26   27   29   33.1   33.2   35a36   37a38   39   40a41

                                                             43a44    48 

        Solved exercises (19/20): 47  49(1)  49(2)  50  54  56  58  60  64  66  68  69  71  74  76  80  81  83  85  88   89  90  93  95  97

                                     101  102 

LECTURES AND NOTES FROM MIT (Massachusetts Institute of Technology)

http://ocw.mit.edu/courses/chemistry/5-60-thermodynamics-kinetics-spring-2008/

LECTURES IN ENGLISH

1st Lecture    2nd Lecture   3rd Lecture   4th Lecture   5th Lecture   6th Lecture

7th Lecture    8th Lecture   9th Lecture   10th Lecture  11th Lecture  12th Lecture

13th Lecture 

TABELAS DE DERIVADAS E PRIMITIVAS

Link

LINKS

História das Leis da Termodinâmica: http://nautilus.fis.uc.pt/molecularium/pt/histerm/index.html

   Livro do Atkins (Online Resource Centre): http://www.oup.com/uk/orc/bin/9780198700722/
Atkins & de Paula: Elements of Physical Chemistry http://www.oup.com/uk/orc/bin/9780199271832/

    Conceito de temperatura: http://www.unidata.ucar.edu/staff/blynds/tmp.html
    Leis dos Gases: material de apoio da Chemical Education Division, Purdue University
     Entropia, e a Segunda Lei da Termodinâmica: http://www.2ndlaw.com/ ; http://www.entropylaw.com/
Tutorial em Diagramas de Fases de Substâncias Puras: http://www.eng.usf.edu/~campbell/ThermoI/Proptut/tut1.html

        Educational Sites: http://tigger.uic.edu/~mansoori/Thermodynamics.Educational.Sites_html

Fun Zone

Homer Simpson e as Leis da Termodinâmica:

In this house we obey the laws of thermodynamics! - The Simpsons - YouTube