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A Termodinâmica Química é uma UC estruturante do curso de Engenharia Química cujo objectivo é a aprendizagem dos conceitos fundamentais da Termodinâmica através de uma vertente química, capaz de articular análises a nível macroscópico com o carácter molecular e reaccional da matéria. Os alunos deverão saber calcular e compreender a variação de propriedades termodinâmicas relevantes no decurso de diferentes processos e transformações e analisar de forma quantitativa vários aspectos do equilíbrio químico e do equilíbrio de fases.

Programa

Lei zero. Escala de temperatura do gás ideal. Lei de Dalton. Gases perfeitos e reais. Equações de estado cúbicas. Princípio dos estados correspondentes. Equação do virial. Misturas gasosas reais. 1ª lei. Trabalho e calor. Funções de estado. Energia Interna e Entalpia. Capacidades caloríficas, calores latente e sensível. Termoquímica e calorimetria. Leis de Hess e de Kirchhoff. Coeficiente de Joule-Thomson. 2ª lei. Entropia e processos espontâneos. Processos isotérmicos e adiabáticos. 3ª lei. Energias de Helmholtz e Gibbs. Relações de Maxwell. Equação de Gibbs-Helmholtz. Sistemas abertos: Potencial químico. Equilíbrio químico e equilíbrio de fases. Regra das fases de Gibbs. Diagramas de fases de componentes puros. Equação de Clausius-Clapeyron. Fugacidade. Sistemas binários. Propriedades coligativas. Pressão osmótica. Equilíbrio líquido-vapor. Leis de Raoult e de Henry. Fundamentos de Termodinâmica Estatística. Funções de partição. Gases ideais e sólidos monoatómicos.

Metodologia de avaliação

Exame: 50% Avaliação Contínua (Quiz + trabalhos de grupo): 25% Trabalhos laboratoriais: 25%

Pré-requisitos

Componente Laboratorial

Trabalho 1: Equilíbrio Líquido-Vapor de uma substância pura Trabalho 2: Equilíbrio Líquido-Vapor de uma mistura binária

Princípios Éticos

Todos os membros de um grupo são responsáveis pelo trabalho do grupo. Em qualquer avaliação todo o aluno deve divulgar qualquer ajuda recebida e fontes usadas. Numa avaliação oral, todo o aluno deverá ser capaz de apresentar e responder a perguntas sobre toda a avaliação.

Componente de Programação e Computação

Os problemas das aulas práticas serão resolvidos com recurso a folhas de cálculo, incluíndo técnicas de regressão linear, processos iterativos e análise multi-variável. Introdução ao Aspen na vertente de diagramas de fases de compostos puros e misturas binárias para diferentes modelos termodinâmicos.

Componente de Competências Transversais

As Competências Transversais serão desenvolvidas quer no processos de avaliação Teórica e Laboratorial (ver Método de avaliação e respectivas percentagens), durante a realização das aulas Teóricas (através da apresentação de “Case-studies”) bem como das aulas Práticas e Laboratoriais. Nestas últimas serão particularmente desenvolvidas as Competências Interpessoais, nomeadamente de Trabalho em Grupo e Liderança, bem como a componente de Criatividade, uma vez que os alunos serão avaliados no final de cada aula. Os “Case-studies” serão particularmente úteis não só para desenvolver Pensamentos Críticos e Inovadores mas também para os alunos tomarem um maior contacto com a Literacia de Informação e dos Media na óptica do utilizador. Cerca de 10 % da avaliação