Termodinâmica Química
Código
3689
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Química
Créditos
6.0
Professor responsável
Susana Filipe Barreiros
Horas semanais
4
Total de horas
63
Língua de ensino
Português
Objectivos
Compreender os conceitos básicos da termodinâmica (leis da termodinâmica e relações entre as variáveis fundamentais) e aplicá-los ao equilíbrio de fases e ao equilíbrio reaccional.
Pré-requisitos
Não há.
Conteúdo
Energia interna. Trabalho e calor. 1ª lei da termodinâmica. Trabalho de expansão. Capacidade calorífica. Termodinâmica do gás perfeito. 2ª lei da termodinâmica. Ciclo de Carnot. Entropia. Escalas de temperatura. Energias de Helmholtz e de Gibbs. Termoquímica. Escalas de entalpia e de entropia. 3ª lei da termodinâmica. Equações fundamentais para sistemas fechados. Relações de Maxwell. Equação de Gibbs-Helmholtz. Extensão das equações fundamentais para sistemas abertos ou sistemas fechados com variações de composição. Potencial químico. Equilíbrio de fases. Regra das fases. Equação de Clapeyron. Potencial químico de um gás perfeito. Gases reais. Fugacidade e coeficiente de fugacidade. Soluções. Grandezas parciais molares. Equação de Gibbs-Duhem. Modelo de solução líquida ideal. Lei de Raoult. Depressão crioscópica e elevação ebulioscópica. Solubilidade ideal de um sólido num líquido. Pressão osmótica. Modelo de solução líquida diluída ideal. Lei de Henry. Soluções não ideais. Actividade e coeficiente de actividade nas convenções I e II. Funções de excesso. Imiscibilidade de fases. Equilíbrio reaccional. Constante de equilíbrio. Teoria de Debye-Hückel para electrólitos.
Bibliografia
1. Physical Chemistry, I. Levine, 5ª ed., McGraw-Hill, 2003.
2. Termodinâmica Aplicada, E. Gomes de Azevedo, 3ª ed., Escolar Editora, 2011.
3. Physical Chemistry, P. Atkins, J. de Paula, 7ª ed., Oxford University Press, 2002.
4. Physical Chemistry for the Chemical and Biological Sciences, R. Chang, University Science Books, 2000.
Método de ensino
Totalidade das aulas ministrada no formato de teórico-práticas, combinando a apresentação dos conceitos teóricos com a resolução de problemas para ultrapassar dificuldade levantada pelo formalismo matemático da matéria.
Método de avaliação
Estudantes de 1ª inscrição:
5 testes de 1.5 h.
Os testes cobrirão partes da matéria, na sua maioria, distintas, embora haja tópicos abordados numa fase inicial da unidade curricular que serão retomados em articulação com outros lecionados mais à frente.
Dos 5 testes, só os 4 melhores são contabilizados para o apuramento da classificação na unidade curricular.
Cada um dos 4 testes considerados acima contribui em 25 % para a classificação na unidade curricular.
Para passarem, os alunos têm que ter, na média das provas contabilizadas para o apuramento da classificação na unidade curricular, um valor ≥ 9.5 valores.
Os alunos podem não comparecer a um dos 5 testes, sem qualquer penalização.
Critério de frequência – Não há. Nenhum aluno é impedido de realizar exame final.
Datas de avaliação:
Teste 1 – semana 5.
Teste 2 – semana 8.
Teste 3 – semana 10.
Teste 4 – semana 12.
Teste 5 – semana 14.
Alunos que já frequentaram esta unidade curricular num ano anterior:
Se optarem pelo sistema de avaliação contínua descrito acima, terão que cumprir o mesmo que os colegas de 1ª inscrição.
Alternativamente, podem optar por realizarem apenas exame final.