Programa
Termodinâmica Química
Mestrado Integrado em Engenharia Biológica
Programa
Introdução: perspectiva histórica. Conceitos básicos. A lei zero. Escala de temperatura do gás ideal. Equação de estado dos gases perfeitos. Misturas gasosas ideais. Lei de Dalton. (Cap. 1) A primeira lei. Processos isotérmicos e adiabáticos. Transformações reversíveis e irreversíveis. Entalpia. Capacidades caloríficas. Calores latente e sensível. (Cap. 2) A segunda lei. Entropia e processos espontâneos. A máquina de Carnot. Temperatura termodinâmica. Eficiência térmica. A terceira lei. Equações fundamentais da termodinâmica. Energias de Helmholtz e Gibbs. Relações de Maxwell. Equação de Gibbs-Helmholtz. Coeficiente de Joule-Thomson. (Cap. 3) Termoquímica: temperatura teórica de chama. Calorimetria. Entalpia de formação padrão e entalpia de reação padrão. Leis de Hess e de Kirchhoff. (Cap. 4) Termodinâmica de Misturas. Potencial químico. Grandezas molares parciais. Método das intersecções. Equação de Gibbs-Duhem. Grandezas de mistura: definição e aplicação ao caso de misturas de gases perfeitos. Energia de Gibbs, entropia, entalpia e volume de mistura. Calores de solução. (Cap. 5) Gases imperfeitos. Fugacidade. Equações de estado (van der Waals, Peng-Robinson, Redlich-Kwong). Princípio dos estados correspondentes. Fator acêntrico de Pitzer. Equação de virial. Fugacidade e métodos de cálculo. Misturas gasosas reais. Regra de Lewis-Randall. Regras de Kay. Equações de estado para misturas. (Cap. 6) Propriedades das substâncias puras. Equilíbrio de fases. Regra das fases de Gibbs. Diagramas de fases de componentes puros (diagramas p-V-T, p-T , T-V e p-V). Equação de Clausius-Clapeyron. Diagramas termodinâmicos. Definição de qualidade. Tabelas de propriedades termodinâmicas. Aplicações do uso das Tabelas de Vapor. (Cap. 7) Soluções ideais. Leis de Raoult e de Henry. Equilíbrio líquido-vapor. Propriedades coligativas. Pressão osmótica. Introdução do conceito de solução real: atividades e coeficientes de atividade. (Cap. 8) Diagramas de fases. Misturas binárias: diagramas p-T-x-y, p-T, p-x-y e T-x-y. Regra da alavanca. Linhas de união. Diagramas y-x. Volatilidade relativa. Destilação fracionada. Azeotropia. Sistemas parcialmente miscíveis. Equilíbrio sólido-líquido. Diagramas de fase com formação de compostos. Pontos eutéticos e peritéticos. Curvas de arrefecimento. Diagramas de fases de sistemas ternários. (Cap. 11) Equilíbrio químico. Condição geral de equilíbrio químico. Reações em misturas gasosas ideais e reais. Reações envolvendo fases condensadas. Dependência da constante de equilíbrio com a pressão e com a temperatura. Princípio de Le Chatelier. (Cap. 12) O número do capítulo refere-se ao livro de texto Termodinâmica Aplicada (3ª ed., 2011)