Termodinâmica Química II

Engenharia Química e Bioquímica
5 ECTS; 2º Ano, 2º Semestre, 30,0 T + 30,0 TP

Docente(s)
- Valentim Maria Brunheta Nunes

Pré-requisitos
Os estudantes devem ter frequentado Termodinâmica Química I

Objetivos
Continuação do estudo da Termodinâmica macroscópica. Introdução à Termodinâmica Estatística. Os alunos devem aplicar os principios da termodinâmica a sistemas,
sejam sólidos líquidos ou gasosos, com interesse em Engenharia Química.

Programa
1.Soluções reais. Funções de excesso. Coeficientes de actividade. Equações de Margules, van Laar, Wilson, UNIQUAC e UNIFAC. A equação de Gibbs-Duhem aplicada aos coeficientes de actividade. Cálculos de equilíbrio de fases. Azeótropos. Equilíbrio líquido-líquido e imiscibilidade na fase líquida. Teorias das soluções. Parâmetros de solubilidade de Hildebrand.

2.Diagramas de fases. Equilíbrio líquido-vapor. Sistemas parcialmente miscíveis ou imiscíveis. Equilíbrio sólido-líquido em sistemas binários. Curvas de arrefecimento. Sistemas ternários.

3.Introdução à Termodinâmica estatística. A distribuição de Maxwell-Boltzmann. A função de partição molecular. Interpretação da função de partição. Função de partição e grandezas termodinâmicas.

4.Termodinâmica estatística do gás monoatómico perfeito. Função de partição translacional. Gases diatómicos perfeitos. Função de partição rotacional e vibracional. Função de partição electrónica. Gases poliatómicos perfeitos. Princípio da equipartição da energia. A 3ª Lei da termodinâmica. Constantes de equilíbrio em termos das funções de partição.

5.Sólidos. O modelo de Einstein. O modelo de Debye. A capacidade calorífica dos sólidos. Lei de Dulong e Petit.

Metodologia de avaliação
Prova escrita final (100%)

Bibliografia
- Maczek, A. (2006). Statistical Thermodynamics. Oxford: Oxford University Press
- Winnick, J. (1997). Chemical Engineering Thermodynamics. New York: Wiley
- Azevedo, E. (2011). Termodinâmica Aplicada. Lisboa: Escolar Editora

Método de interação
Aulas teóricas de exposição da matéria. Lições teórico-práticas com resolução de exercícios de aplicação.

Software utilizado nas aulas