Termodinâmica Química I

Engenharia Química e Bioquímica
5 ECTS; 2º Ano, 1º Semestre, 30,0 T + 30,0 TP

Docente(s)
- Valentim Maria Brunheta Nunes

Pré-requisitos
Não aplicável

Objetivos
Estudo dos princípios da Termodinâmica Química. Os alunos devem aplicar esses princípios a sistemas, sejam sólidos líquidos ou gasosos, com interesse em Engenharia Química. Devem desenvolver técnicas de cálculo importantes em engenharia.

Programa
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 de Avogadro. Pressões parciais e Lei de Dalton. Isotérmicas e isobáricas de um gás. Gases reais: ponto crítico. Factor de compressibilidade. Equações do virial. Equação de van der Waals. Outras equações de estado. 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. Temperatura adiabática de chama.

3.Entropia e segunda lei da Termodinâmica. Ciclo de Carnot. 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.

Metodologia de avaliação
Prova escrita final (100%)

Bibliografia
- Atkins, P. (2001). Physical Chemistry. Oxford: Oxford University Press
- 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
Não aplicável