Representação gráfica, Exercícios de Produção Gráfica

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Termoquímica

Termoquímica

Estuda a relação entre as reações químicas e a energia. Especificamente, estudamos como as reações químicas podem trocar energia com as suas vizinhanças e como podemos quantificar a magnitude dessas trocas. energia : capacidade de realizar trabalho resultado de uma força que atua ao longo de uma distância. Energia também pode ser transferida por meio de calor (fluxo de energia causado por uma diferença de temperatura).

Sistemas térmicos

Os sistemas térmicos englobam o armazenamento, a transferência e a conversão de energia.

• A energia pode ser armazenada em um sistema sob diferentes formas, como energia cinética e energia potencial gravitacional;
• A energia pode ser transferida entre um sistema e sua vizinhança por trabalho, transferência de calor e o fluxo de correntes;
• A energia pode ser convertida de uma forma para outra. Ex: a energia armazenada nas ligações químicas dos combustíveis pode ser convertida em potência elétrica ou mecânica nas células de combustíveis e nos motores de combustão interna. QUANTIDADE TOTAL DE ENERGIA É CONSERVADA EM TODAS AS TRANSFORMAÇÕES E TRANSFERÊNCIAS.

1ª LEI DA TERMODINÂMICA (a lei da conservação da energia) Embora a energia assuma várias formas, a quantidade total de energia é constante e, quando energia em uma forma desaparece, ela reaparece simultaneamente em outra forma. ∆(𝐀𞀀 𝐀𦰀𝐀𤠀𝐀 𝐀𤐀 𝐀𤠀𝐀𥠀𝐀𨀀𝐀) + ∆(𝐀𞀀 𝐀𦰀𝐀𤠀𝐀 𝐀𝐀 𝐀𤠀𝐀𤠀𞀀 ℎ𝐀𞀀 ç𝐀) = 0 Sistema: parte selecionada para estudo (parte do universo na qual estamos interessados). Tudo com o que o sistema interage fora dele é tratado como vizinhança.

Como ocorre a troca de energia entre o sistema e a vizinhança? ENERGIA PODE SER TRANSFERIDA DO SISTEMA PARA A SUA VIZINHANÇA E DA VIZINHANÇA DE VOLTA AO SISTEMA NAS FORMAS DE CALOR E TRABALHO. ∆(𝐀𞀀 𝐀𦰀𝐀𤠀𝐀 𝐀𤐀 𝐀𤠀𝐀𥠀𝐀𨀀𝐀) + ∆(𝐀𞀀 𝐀𦰀𝐀𤠀𝐀 𝐀𝐀 𝐀𤠀𝐀𤠀𞀀 ℎ𝐀𞀀 ç𝐀) = 0 ∆(𝐀𞀀 𝐀𦰀𝐀𤠀𝐀 𝐀𤐀 𝐀𤠀𝐀𥠀𝐀𨀀𝐀) = ∆𝐀 + ∆𝐀𞀀 + ∆𝐀𞀀 ∆(𝐀𞀀 𝐀𦰀𝐀𤠀𝐀 𝐀𝐀 𝐀𤠀𝐀𤠀𞀀 ℎ𝐀𞀀 ç𝐀) = ± 𝐀 ± 𝐀 ∆𝐀 + ∆𝐀𞀀 + ∆𝐀𞀀 = Q + W ∆𝐀 = Q + W

1ª LEI DA TERMODINÂMICA

Para a engenharia, a termodinâmica é útil para o cálculo de quantidades de calor e trabalho em equipamentos como trocadores de calor, evaporadores, colunas de destilação, bombas, compressores, turbinas, máquinas térmicas, etc. I m p o r t a n t e p a r a o d e s e n v o l v i m e n t o e a otimização de inúmeros sistemas de engenharia.

Convenção de sinais

Energia interna

o A energia interna (E) de um sistema é a soma das energias c todas as partículas que constituem o sistema. o A energia interna é uma função de estado, o que significa que o seu valor depende somente do estado do sistema, e não de como o sistema alcançou esse estado. o Uma vez que as funções de estado dependem somente do estado do sistema, o valor da variação de uma função de estado é sempre a diferença entre os valores final e inicial.

Se definimos o sistema termodinâmico como os reagentes e produtos da reação, então, a energia flui para fora do sistema e para dentro das vizinhanças. D e a c o r d o c o m a p r i m e i r a l e i d a te r m o d i n â m i c a , a e n e rg i a te m q u e s e r conservada. Portanto, a quantidade de energia perdida pelo sistema tem que ser exatamente igual à quantidade ganha pelas vizinhanças.

Vamos supor agora que a reação é invertida: O CO 2 (g) é agora o reagente e o C(s) e o O 2 (g) são os produtos. Em vez de diminuir em energia como ocorre quando a reação é direta, agora o sistema aumenta em energia: Nesta reação inversa, ΔE é positivo e a energia flui para dentro do sistema e para fora das vizinhanças.

Trabalho pressão x volume (PV)

• As reações químicas podem resultar na liberação ou absorção de calor. Mas também podem provovar a realização de trabalho ( força que age ao longo de uma distância ).
• Um exemplo corresponde ao trabalho pressão x volume (PV) produzido por uma reação química (associado com uma variação de volume);
• O trabalho PV ocorre quando um gás sofre uma expansão (produzido na reação) ou compressão (consumido na reação).

Trabalho pressão - volume

À medida que a reação ocorre, o gás H 2 é produzido. O gás dentro do balão realiza trabalho na vizinhança ao empurrar o êmbolo contra a pressão atmosférica.

Entalpia: O calor envolvido em uma reação química a pressão constante

• Em uma reação química que ocorre à pressão constante, pode haver variações de volume associadas à realização de trabalho contra a pressão externa.
• Quando um gás se expande, ele precisa deslocar o meio externo, realizando trabalho contra a pressão do ambiente. A energia necessária para produzir essa expansão está associada ao termo PV.
• Entalpia: função termodinâmica que considera não apenas a energia interna do sistema, mas também a energia relacionada à capacidade de realizar trabalho:

Entalpia: O calor envolvido em uma reação química a pressão constante