Termodinâmica Química

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.

Caracterização geral

Código

3689

Créditos

6.0

Professor responsável

Susana Filipe Barreiros

Horas

Semanais - 4

Totais - 63

Idioma de ensino

Português

Pré-requisitos

Não há.

Bibliografia

1. Physical Chemistry, I. Levine, 6ª ed., McGraw-Hill, 2009.

2. Termodinâmica Aplicada, E. Gomes de Azevedo, 4ª ed., Escolar Editora, 2018.

3. Physical Chemistry for the Biological Sciences, 2ª ed., G.G. Hammes, S. Hammes-Schiffer, Wiley, 2015.

4. Physical Chemistry for the Life Sciences, 2ª ed., P. Atkins, J. de Paula, WH Freeman and Company, 2011.

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 contribuindo com 25 %.

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.

Se não obtiverem classificação ≥ 9.5 valores nos testes, podem sempre realizar exame final.

Critério de frequência

Os alunos de 1ª inscrição têm de frequentar um mínimo de 2/3 das aulas.

Datas de avaliação prospectivas

Teste 1 – semana 5.

Teste 2 – semana 8.

Teste 3 – semana 10

Teste 4 – semana 13.

Teste 5 – na semana a seguir à última semana de aulas.

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, embora não necessitem de frequentar um mínimo de 2/3 das aulas.

Alternativamente, podem optar por realizarem apenas exame final.

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.

 

 

Cursos

Cursos onde a unidade curricular é leccionada: