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TERMODINÂMICA QUÍMICA

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

Exame: ?? de Junho de 2024 às 10 h

Exame de Recurso: ?? de Julho ás ?? 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

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