Primeira Lei da Termodinâmica Trabalho, Calor e Energia Entalpia - PDF
Primeira Lei da Termodinâmica Trabalho, Calor e Energia Entalpia
Download "Primeira Lei da Termodinâmica Trabalho, Calor e Energia Entalpia"
Mafalda Carvalhal Gomes
1 Química Geral e Inorgânica QGI0001 Eng a. de Produção e Sistemas Prof a. Dr a. Carla Dalmolin Primeira Lei da Termodinâmica Trabalho, Calor e Energia Entalpia
2 Sistemas Em termodinâmica, o universo é formado por um sistema e sua vizinhança. Vizinhança Sistema
3 Sistemas Sistema Aberto Sistema Fechado Sistema Isolado Troca de matéria com a vizinhança Troca de energia com a vizinhança Ex.: Motor de carro A quantidade de matéria permanece constante Troca de energia com a vizinhança Bolsa de gelo ou água quente Não tem contato com a vizinhança Não há troca de matéria nem de energia Garrafa térmica
4 Energia interna, U Energia Interna É a soma de toda a energia cinética e potencial de um sistema. Não se pode medir a energia interna absoluta, mas queremos saber U. H 2 (g) + O 2 (g) U > 0 U < 0 H 2 O(l) U = U final - U inicial
5 Trabalho e Energia TRABALHO (w): movimento contra uma força oposta Trabalho = força x distância - Um peso levantado contra a força da gravidade - Bateria empurrando uma corrente elétrica num circuito - Mistura de gases num motor empurrando o pistão ENERGIA INTERNA (U): capacidade de um sistema realizar trabalho A energia interna de um sistema pode ser alterada pela realização de trabalho.
6 Trabalho e Energia Unidades: J = kg.m 2.s -2 Convenção de sinais: w > 0 : o sistema recebeu trabalho (aumento da energia no sistema) w < 0 : o sistema realizou trabalho (redução da energia no sistema) Sistema: gás em um cilindro que se expande contra a pressão externa exercida pelo pistão. Trabalho = força x deslocamento Força = pressão exercida pelo pistão (P = f/a) Deslocamento = movimentação (altura) do pistão com a expansão do gás (h) w p. ext V
7 Calor Energia transferida em conseqüência de uma diferença de temperatura Região de alta temperatura CALOR Região de baixa temperatura Quando o sistema não realiza trabalho, mas sofre uma variação de temperatura: ΔU = q q > 0 Sistema recebeu calor (aumento de energia) q < 0 Sistema perdeu calor (diminuição de energia)
8 Calorimetria Medida do calor envolvido numa transformação Capacidade calorífica: a quantidade de energia necessária para aumentar a temperatura de um objeto (em 1 grau). C q q C. T T Capacidade calorífica molar: capacidade calorífica de 1 mol de uma substância. C s C q mc. T m s. Calor específico: a capacidade calorífica específica: a capacidade de calor de 1 g de uma substância. C m C q n. C T n m.
9 Capacidade Calorífica Calcule o calor necesário para aumentar em 20 C a temperatura de a) 100g de água b) 2 mol de água Dados: C s (H 2 O) = 4,18 J/K.g C m (H 2 O) = 75 J/K.mol a) 8,4 kj b) 3,0 kj
10 Primeira Lei da Termodinâmica A energia interna de um sistema isolado é constante A energia interna pode ser alterada de duas formas: Transferência de calor Trabalho ΔU = q + w Lei empírica: originária de observações experimentais Comprovada pela impossibilidade de construir uma máquina de movimento perpétuo
11 Primeira Lei da Termodinâmica Um motor de automóvel realiza 520 kj de trabalho e perde 220 kj de energia na forma de calor. Qual é a variação da energia interna do motor? w = kj q = kj U = q + w U = kj 520 kj = kj
12 U, Calor e Trabalho A energia não pode ser criada ou destruída. A energia (sistema + vizinhança) é constante. Toda energia retirada de um sistema deve ser transferida para as vizinhanças (e vice-versa). A partir da primeira lei da termodinâmica: quando um sistema sofre qualquer mudança física ou química, a variação obtida em sua energia interna, U, é dada pelo: calor adicionado ou liberado pelo sistema, q, o trabalho realizado pelo ou no sistema U q w
13 Sistemas a Pressão Constante Quando o volume do sistema não é constante, a transferência de calor gera também um trabalho compressão / expansão ΔU = q P w Trabalho de expansão a P constante Energia transferida sob a forma de calor Reações químicas
14 Entalpia (H) Função de estado definida a partir da combinação de outras funções de estado (energia, pressão e volume) H = U + PV ΔU = q P + w ΔU = q p P ext ΔV q p = ΔU + P ext ΔV q p = ΔU + PΔV ΔH Variação de entalpia A variação da entalpia é o calor liberado / absorvido por um sistema à pressão constante
15 Variação da Entalpia (ΔH) Calor envolvido durante uma transformação física ou química a pressão constante. Reação Endotérmica: absorve calor da vizinhança H f > H i ; H > 0 Vizinhança Reação Exotérmica: libera calor para a vizinhança H f < H i ; H < 0 Reação Endotérmica Reação Exotérmica
16 Reação Endotérmica
17 Reação Exotérmica
A Primeira Lei da Termodinâmica. Energia. U = variação na energia de um sistema U = U final -U inicial
Química Aplicada à Engenharia Civil Termodinâmica Química Continuação Profa. Geisamanda Pedrini Brandão Athayde Revisão Calor Sistema ganha calor Æ q > 0 Æ Processo Endotérmico Sistema perde calor Æ q
Márcio Nasser Medina Moisés André Nisenbaum
A Márcio Nasser Medina Moisés André Nisenbaum Este documento tem nível de compartilhamento de acordo com a licença 3.0 do Creative Commons. http://creativecommons.org.br http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/br/legalcode
Termodinâmica A primeira Lei
Departamento de Química e Bioquímica Termodinâmica A primeira Lei Cap. 7 Atkins FUNDAMENTOS DE QUÍMICA Termodinâmica Estudo das transformações de energia entre as suas diferentes formas Sistema + Vizinhança
Termodinâmica. Energia pode produzir Trabalho Trabalho pode produzir Energia. E ou T = Força x Distância = ML 2.T -2
Termodinâmica I - Introdução Energia pode produzir Trabalho Trabalho pode produzir Energia Energia e Trabalho são definidos pela Força vezes a distância percorrida pela força: E ou T = Força x Distância
CAPITULO 2 A Primeira lei da termodinâmica
Neste capítulo são introduzidos alguns dos conceitos fundamentais da termodinâmica. O foco da exposição é a conservação de energia a observação experimental de que a energia não pode ser destruída nem
TERMOQUÍMICA. Karla Gomes Diamantina-MG
TERMOQUÍMICA Karla Gomes Diamantina-MG Conceitos fundamentais Temperatura É a medida da energia cinética média ou do grau de agitação das partículas formadoras de um sistema. Quanto maior a temperatura,
Aula 13 A Energia de Gibbs
Aula 13 A Energia de Gibbs 1. Introdução: Um dos problemas ao se considerar a entropia já deve ter ficado claro: temos que trabalhar com duas variações de entropia, a variação no sistema e a variação nas
4 - Entalpias de Formação e de Combustão
Termoquímica. Mestrado integrado em Engenharia Biológica. Disciplina Química II, 2º semestre 2009/10. Professsora Ana Margarida Martins
Termoquímica Mestrado integrado em Engenharia Biológica Disciplina Química II, 2º semestre 2009/10 Professsora Ana Margarida Martins Termoquímica: estudo das trocas de calor postas em jogo durante os processos
AULA PRÁTICA DE QUÍMICA GERAL Estudando a água parte 41 Comportamento da água com sal - 4
AULA PRÁTICA DE QUÍMICA GERAL Estudando a água parte 41 Comportamento da água com sal - 4 9º NO DO ENSINO FUNDAMENTAL - 1º e 2º ANO DO ENSINO MÉDIO INTRODUÇÃO Na parte anterior, investigamos o método de
Ciclo e máquinas térmicas
Questão 01 - (UFJF MG) Em um experimento controlado em laboratório, uma certa quantidade de gás ideal realizou o ciclo ABCDA, representado na figura abaixo. desenho abaixo. As transformações FG e HI são
2ª Lei da Termodinâmica Máquinas Térmicas Refrigeradores
2ª Lei da Termodinâmica Máquinas Térmicas 2 a Lei da Termodinâmica 2 a Lei da Termodinâmica O que determina o sentido de certos fenômenos da natureza? Exemplo: Sistema organizado Sistema desorganizado
Módulo III Desigualdade de Clausis, Entropia, Geração de Entropia.
Módulo III Desigualdade de Clausis, Entropia, Geração de Entropia. Desigualdade de Clausius Aplicável para qualquer ciclo reversível ou irreversível. Ela foi desenvolvida pelo físico alemão R. J. E. Clausius
Controle de Processos Aula: Balanço de energia
107484 Controle de Processos Aula: Balanço de energia Prof. Eduardo Stockler Tognetti Departamento de Engenharia Elétrica Universidade de Brasília UnB 1 o Semestre 2015 E. S. Tognetti (UnB) Controle de
Unidade 11 - Termodinâmica
Unidade 11 - Termodinâmica 1ª Lei da Termodinâmica 1ª Lei da Termodinâmica É simplesmente uma extensão do Princípio da Conservação da Energia, envolvendo transformações gasosas. Para podermos compreender
Aula 4 A 2ª Lei da Termodinâmica
Universidade Federal do ABC P O S M E C Aula 4 A 2ª Lei da Termodinâmica MEC202 As Leis da Termodinâmica As leis da termodinâmica são postulados básicos aplicáveis a qualquer sistema que envolva a transferência
Introdução à Cinética e Termodinâmica Química. Ariane Nunes-Alves
Introdução à Cinética e Termodinâmica Química Ariane Nunes-Alves Objetivos Determinar se uma reação é espontânea Determinar a velocidade da reação Como determinar se uma reação é espontânea? Características
PROVA DE FÍSICA - 1 o TRIMESTRE 2012
PROVA DE FÍSICA - 1 o TRIMESTRE 2012 PROF. VIRGÍLIO NOME Nº 9º ANO A compreensão do enunciado faz parte da questão. Não faça perguntas ao examinador. A prova deve ser feita com caneta azul ou preta. É
IDENTIFICAÇÃO: Atenção: Esteja atento à numeração das páginas Questão 1
Atenção: Esteja atento à numeração das páginas Questão 1 Determine o volume molar (em unidades de L mol 1 ) e o fator de compressibilidade Z do vapor saturado de água à pressão de 1,00 bar e temperatura
Física Experimental III. Compressão isotérmica de um gás ideal
Física Experimental III Compressão isotérmica de um gás ideal Lei dos Gases Ideias Definimos um gás ideal como um gás para o qual a razão PV/nT é constante em todas as pressões. Portanto, essas variáveis
SOLUBILIDADE Sabemos que um soluto altera as propriedades do solvente. Solução sólida: silício dopado com fósforo eletrônica. indústria Sal sobre o gelo abaixa o ponto e congelamento se a temperatura é
Física. Setor B. Índice-controle de Estudo. Prof.: Aula 17 (pág. 88) AD TM TC. Aula 18 (pág. 88) AD TM TC. Aula 19 (pág.
Física Setor B Prof.: Índice-controle de Estudo ula 17 (pág. 88) D TM TC ula 18 (pág. 88) D TM TC ula 19 (pág. 90) D TM TC ula 20 (pág. 90) D TM TC ula 21 (pág. 92) D TM TC ula 22 (pág. 94) D TM TC Revisanglo
TERMODINÂMICA I 1º SEMESTRE DE 2015 Docente: Anderson H.R. Ferreira 2º LISTA DE EXERCÍCIOS UNIDADE II PROPRIEDADES TERMODINÂMICAS
1 TERMODINÂMICA I 1º SEMESTRE DE 2015 Docente: Anderson H.R. Ferreira 2º LISTA DE EXERCÍCIOS Instruções: Tenha sempre em mãos uma Calculadora Científica, pois a mesma será utilizada exaustivamente no curso
TERMODINÂMICA NO EQUILÍBRIO QUÍMICO 1
TERMODINÂMICA NO EQUILÍBRIO QUÍMICO 1 1. Conceitos fundamentais A ciência da termodinâmica se originou do reconhecimento de que a transformação de calor e trabalho poderia ser prevista através de umas
Controle de Processos Aula: Balanços de massa e de energia
107484 Controle de Processos Aula: Balanços de massa e de energia Prof. Eduardo Stockler Tognetti Departamento de Engenharia Elétrica Universidade de Brasília UnB 1 o Semestre 2016 E. S. Tognetti (UnB)
Termodinâmica Química Prova P1, Eng. Materiais, Noturno, 2º Sem/2005 Resolução comentada Prof. Fabrício R. Sensato
Termodinâmica Química Prova P1, Eng. Materiais, Noturno, 2º Sem/2005 Resolução comentada Prof. Fabrício R. Sensato 1) (1,0 ponto) a) Como é definido o fator de compressibilidade, Z, de um gás? b) Qual
1 a Lei da Termodinâmica
1 a Lei da Termodinâmica Processos termodinâmicos. Gases ideais. Calor específico de gases ideais. Equação para processos adiabáticos de gases ideais. 1 a Lei da Termodinâmica Calor, Trabalho e Energia
Equações de estado para a fase vapor de uma substância simples
Aula 04 Equações de estado para a fase vapor de uma substância simples A partir de observações experimentais estabeleceu-se que o comportamento p-v-t dos gases a baixa massa específica é dado, com boa
Aula FUNÇÕES DE ESTADO: ENERGIA INTERNA E ENTALPIA
FUNÇÕES DE ESTADO: ENERGIA INTERNA E ENTALPIA Metas Apresentar as aplicações da energia interna e da entalpia; apresentar as equações que expressam a capacidade calorífica. Objetivos Ao final desta aula,
COLÉGIO EUCARÍSTICO Fixando o Conteúdo 1. Considere as informações: I) A + B C + D Hº = - 10,0 kcal II) C + D E Hº = +15,0 kcal 2 Bimestre Calcule o H para cada uma das reações a seguir: a) C + D A + B
Aula 09: Termodinâmica. Disciplina: Química I (106201) Data: 25 / 07 / 11 1
Aula 09: Termodinâmica Disciplina: Química I (106201) Data: 25 / 07 / 11 1 Etimologia Aspectos iniciais Variáveis Unidades: J (joule), cal (caloria), BTU, 2 Aspectos iniciais Etimologia Estudo da composição
Gás Ideal (1) PMT2305 Físico-Química para Metalurgia e Materiais I César Yuji Narita e Neusa Alonso-Falleiros 2012
Gás Ideal (1) Para um gás, uma equação de estado é uma relação entre pressão (P), volume (V), temperatura (T) e composição ou número de mols (n). O primeiro passo para a determinação de uma equação de
Módulo I Motores de Combustão Interna e Ciclo Otto
Módulo I Motores de Combustão Interna e Ciclo Otto Motores de Combustão Interna. Apesar de serem ciclos de potência como os estudados em todas as disciplinas anteriores que envolvem os conceitos de Termodinâmica
FÍSICA - Lucas SALA DE ESTUDOS 2º EM Ensino Médio 2º ano classe: Prof.LUCAS MUNIZ Nome: nº
FÍSICA - Lucas SALA DE ESTUDOS 2º EM Ensino Médio 2º ano classe: Prof.LUCAS MUNIZ Nome: nº Sala de Estudos Termodinâmica 1. (Uel 2015) Analise o gráfico a seguir, que representa uma transformação cíclica
Cap. 20 A Entropia e a Segunda Lei da Termodinâmica
Cap. 20 A Entropia e a Segunda Lei da Processos Irreversíveis e Entropia; Variação de Entropia; A Segunda Lei da ; Entropia no Mundo Real: Máquinas Térmicas; Entropia no Mundo Real: Refrigeradores; Eficiência
2 Energia em movimentos
2 Energia em movimentos Lei da conservação de energia Se se considerar todas as contribuições energéticas, macroscópicas e microscópicas, total p macroscópica c macroscópica Sistema isolado 2 Sistemas
PROVA DE FÍSICA 2º ANO - 3ª MENSAL - 2º TRIMESTRE TIPO A
PROVA DE FÍSICA º ANO - ª MENSAL - º RIMESRE IPO A 0) Um gás sofre a transformação termodinâmica cíclica ABCA representada no gráfico p x V. No trecho AB, a transformação é isotérmica. Analise as afirmações
Dois exercícios desta lista entrarão na primeira prova teórica
Dois exercícios desta lista entrarão na primeira prova teórica 01. Quais são os três estados físicos da matéria? Quais as diferenças entre eles do ponto de vista de movimentação de moléculas e interações
PRÉ-REQUISITOS Ter estudado todo o conteúdo do primeiro principio da termodinâmica (Aula 4) e como se utilizar de um calorímetro (Aula 5).
CALOR DE NEUTRALIZAÇÃO DE ÁCIDOS E BASES Aula 6 META Determinação da variação de entalpia na reação de neutralização de soluções aquosas de hidróxido de sódio e de ácido clorídrico e hidróxido de sódio
Diagramas termodinâmicos e Propriedades das substâncias. Prof. Bogdan
Diagramas termodinâmicos e Propriedades das substâncias Prof. Bogdan Objetivos Apresentar relações de propriedades relevantes à Termodinâmica voltada para a engenharia; Utilizar as propriedades e relações
Apostila de Física Projeto: "Enem no Belém"
Apostila de Física Projeto: "Enem no Belém" Nome: 2015 Dinâmica Relação Trabalho-Energia Quando uma força desloca ou deforma um objeto, realiza trabalho. Quando uma força realiza trabalho, um corpo fornece