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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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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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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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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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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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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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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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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)!