1. ligações entre elementos podem se romper e formar novas ligações, cada quebra e formação possui uma energia tabelada. esta forma de calculo não é mais utilizada
2. TERMOQUÍMICA
2.1. estudo da primeira lei da termodinâmica quando aplicada a reações químicas, variação de entalpia nos processos químicos
2.1.1. muitas vezes em pressão e volume constantes
2.1.2. uma forma de avaliar a produção de calor de reações químicas
2.2. o principal objetivo é determinar a entalpia de reação, esta podem ser combinadas para fornecer dados sobre outras reações.
2.2.1. ∆H = ∆U + ∆PV)
2.2.1.1. reações exotermicas deltaH < 0 reações endotermicas deltaH > 0
2.3. LEI DE HESS
2.3.1. permite calcular a entalpias de reações que seriam impossíveis ou muito difíceis apenas usando os efeitos térmicos finais e iniciais
2.3.2. " se uma reação é a soma de dias ou mas reações, então o deltaH da reação global sera a soma dos valores dos deltaHs das reações constituintes"
2.4. ENTALPIA DE REAÇÃO
2.4.1. ∆𝑟𝐻 = c 𝐻𝐶 + d 𝐻𝐷 − a 𝐻𝐴 − b 𝐻B
2.4.1.1. a,b,c,d são os números estequiométricos da reação
2.4.1.2. HA, HB, HC, HD são as entalpias molares
2.4.1.3. c HC e d HD é a soma das entalpias dos produtos, a HA e b HB é a diferença entre as entalpias dos reagentes
2.4.1.4. para substancias simples a entalpia de formação padrão é = 0
2.5. ENTALPIA POR LIGAÇÕES QUIMICAS
3. EQUILÍBRIO QUÍMICO
3.1. ENERGIA LIVRE
3.1.1. GIBBS
3.1.1.1. ∆G = ∆H - T∆S
3.1.1.2. sistema fechado, reversíve, Tcte --- ∆Gt = nRTln(P²/P¹)
3.1.2. forma geral--- ∆S >= q/T
3.2. ENERGIA DE GIBBS DE REAÇÃO
3.2.1. G < 0 = PRODUTOS< REAGENTES--espontâneo G = 0 PRODUTOS = REAGENTES-- equilíbrio G > 0 PRODUTOS > REAGENTES-- forçado
3.3. CONSTANTE TERMODINÂMICA DO EQUILÍBRIO QUÍMICO
3.3.1. K= e^ -∆G/RT
4. TERMODINÂMICA
4.1. A TERMODINÂMICA: lida com relações quantitativas da interconversão das diversas formas de energia, originalmente desenvolvida por físicos e engenheiros que estavam envolvidos na construção de maquinas a vapor eficientes
4.1.1. LEI ZERO DA TERMODINÂMICA
4.1.1.1. "se dois sistemas, de qualquer tamanho, estão em equilíbrio térmico entre si e um terceiro sistema esta em equilibro com um dos dois, estão ele esta em equilíbrio com o outro também"
4.1.2. TRANSFORMAÇÕES
4.1.2.1. isométricas: volume constante isobárica: pressão constante isométrica: temperatura constante adiabática: sem troca de energia com o meio externo
4.1.2.2. em um sistema isolado a energia interna é constante = 0
4.1.2.3. adiabática: q=0, ∆U = w, nenhum trabalho produzido ∆U= qv
4.1.2.4. volume constante: ∆U = qv
4.1.2.5. pressão constante: ∆H = qp
4.1.3. 1º LEI DA TERMODINÂMICA
4.1.3.1. TRABALHO w : energia trocada entre o sistema e a vizinhança, trabalho positivo se a energia for recebida pelo sistema, trabalho negativo se a energia for cedida pelo sistema
4.1.3.1.1. w = -Pext(V2-V1) TRANSFORMAÇÃO RÁPIDA E IRREVERSÍVEL
4.1.3.1.2. w = -nRTln(P1/P2) TRANSFORMAÇÕES LENTAS E REVERSÍVEIS
4.1.3.2. CALOR q : energia trocada entre o sistema e a vizinhança, por efeito exclusivo de uma diferença de temperatura, uma forma de observar a mudança de energia de um sistema. calor positivo se receber de fora esta energia, calor negativo se ele ceder esta energia para a vizinhança. C representa uma relação entre a quantidade de calor fornecida a um corpo e variação de temperatura
4.1.3.2.1. q= mc(T2-T1)
4.1.3.2.2. efeitos térmicos: q=C(T2-T1). C=q/deltaT
4.1.3.2.3. Cmolar= C/n
4.1.3.2.4. c= C/m
4.1.3.3. ENERGIA INTERNA : depende só dos pontos iniciais e finais da reação, é definida como energia total do sistema
4.1.3.3.1. ∆ U = q + w
4.1.3.4. "É impossível se construir uma maquina que operando em cilos tenha como único efeito entregar ao meio externo uma quantidade maior de energia do que a recebida "
4.1.3.5. ENTALPIA H : energia elástica de um sistema,
4.1.3.5.1. ∆H = ∆U + ∆(PV)
4.1.4. 2º LEI DA TERMODINÂMICA
4.1.4.1. eficiência da maquina de carnot: eficiência é uma medida de quanto calor absorvido pela maquina esta sendo convertido em trabalho, a quantidade de calor sera a mesma de trabalho, q = -w NENHUMA MAQUINA É MAIS EFICIENTE QUE A DE CARNOT
4.1.4.1.1. e = -wciclo/q1
4.1.4.1.2. q³/q¹= -Tbaixa/Talta
4.1.4.2. ENTROPIA: o estado macroscópio de um sistema caracteriza-se pela constância de suas propriedades microscopias, porem a energia de cada molécula do sistema varia a cada instante devido à troca de energia entre as partículas. o estado macroscópio é constituído por vários estados microscópios
4.1.4.2.1. W Reversível>W Irreversível
4.1.4.2.2. deltaS > q/T --- IRREVERSÍVEL -- ESPONTÂNEO
4.1.4.2.3. deltaS= qrev/T --- REVERSÍVEL-- FORÇADO
4.1.4.3. "uma transformação espontânea em um sistema isolado ocorre concomitantemente com o aumento da entropia do sistema"
4.1.5. 3º LEI DA TERMODINÂMICA
4.1.5.1. " A ENTROPIA ABSOLUTA SE APROXIMA DE ZERO À MEDIDA QUE A TEMPERATURA ABSOLUTA SE APROXIMA DE 0"
4.1.5.2. ENTROPIA ABSOLUTA: unica função de estado que pode ser calculada em termos de valores absolutos. quando omega = 1
4.1.5.2.1. S = k ln omega
4.2. funções de estado: qualquer propriedade termo que depende do estado final e inicial, mas independe do caminho percorrido para chegar
4.3. equação de estado: relaciona as variáveis de estado necessárias para descrever o estado do sistema
4.4. envolve a ideia de sistema termodinâmico
5. UNIDADES DO SI
5.1. FORÇA - newton: a força é diretamente proporcional à massa e à aceleração, desde que as duas se apresentem constantes. A partir da gravidade podemos definir o valor do peso de objetos, já que sua aceleração pode ser considerada constante, 9,81 m/s². Assim o peso pode ser definido como a força expressa em um 1 Kg a 1 m/s². o simbolo utilizado para o newton é N
5.2. O SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES (SI) É UM CONJUNTO DE DEFINIÇÕES SISTEMATIZADAS E PADRONIZADAS PARA UNIDADES DE MEDIDA
5.2.1. COMPRIMENTO - metro: o metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de segundo. Seu simbolo é o m, frequentemente são usadas potencias positivas e negativas de 10 para indicar outras unidades, como os miliMETROS, microMETROS dentre outros. Também ha unidades derivadas do metro, como o volume (m³)
5.2.2. MASSA - quilograma: primeiramente um quilo grama era comparado com um artefato feito de uma liga metálica de platina-iridio, porem a ideia de quilograma foi modificada, sendo agora definida pela constate e Planck: h = 6,63 x 10^-34 J.s. Ela estabelece a relação de energia das partículas de luz e a frequência que elas vibram. Seu simbolo é o Kg
5.2.3. TEMPO - segundo: segundo é a duração de 9 192 631 770 períodos de radiação correspondente à transição entre dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio 133. Seu simbolo é o s
5.2.4. TEMPERATURA - Kelvin: o kelvin, unidade de temperatura termodinâmica é resultado da uma mudança de energia térmica. O valor numérico de uma temperatura célsius expressa em graus Celsius esta relacionando o valor numérico da temperatura termodinâmica kelvin. Seu simbolo é o K e 1K equivale 273,15 ºC
5.2.5. CORRENTE ELÉTRICA - ampere: quantifica a quantidade de energia constate eletromagnética produzida entre dois fios condutores. Seu simbolo é o A
5.2.6. CONCENTRAÇÃO - mols: um mol representa a quantidade de matéria pela constante de Avogadro, 6,022 140 76 × 1023 entidades elementares. Utilizado na química e outras áreas da ciência para definir a quantidade de átomos, íons e entre outras entidades elementares. Seu simbolo é o mol
5.2.7. INTENSIDADE LUMINOSA - candela: definida a partir da potência irradiada por uma fonte luminosa em uma particular direção. Ele é usado para medir a intensidade luminosa de fonte das mesmas, como lampadas. Seu símbolo é cd.
6. GASES IDEAIS E REAIS
6.1. IDEAIS
6.1.1. TERMODINAMICAMENTE: gás cuja a equação de estado esta relacionado as variáveis de estado. A equação de estado seria PV=nRT
6.1.1.1. R constante dos gases ideais, 8,314 J mol-¹ K-¹ 0,082 atm L mol-¹ K-¹
6.1.2. CINETICAMENTE: gás cujas moléculas são inteiramente livres de força de atração e repulsão
6.1.3. sistemas termodinâmicos são macroscópios e possuem, sistema ( onde esta contido o gás ), contorno ( parede do recipiente onde separa o sistema da vizinhança ) e a vizinhança ( todo o espaço que rodeia o sistema ).
6.1.3.1. aberto: pode trocar matéria e energia com a vizinhança
6.1.3.2. fechado: não troca matéria, mas podem trocar energia com a vizinhança
6.1.3.3. isolados: não troca matéria e nem energia com a vizinhança
6.1.3.4. um sistema fechado pode conter subsistemas abertos, como os heterogêneos
6.1.4. P¹V¹/T¹=P²V²/T² = RAZÃO ENTRE OS ESTADOS DO GÁS É SEMPRE CONSTANTE
6.1.5. ESTADO PADRÃO - 25ºC = 298,15 K 1bar = 10^5 Pa
6.2. REAIS
6.2.1. Não seguem a equação de estado dos gases ideais. Afastam quando pressão aumenta e temperatura abaixa pois as forcas intermoleculares atuam
6.2.1.1. efeitos das interações intermoleculares: 1- Forças repulsivas: expansão (curto alcance) 2- Forças atrativas: compressão (longo alcance) 3- mudança de pressão : a- baixa- gás ocupa grande volume- ideal b- moderada- moléculas com pouco distancia- forças atrativas dominam- mais compressividade c- alta- moléculas próximas- forças repulsivas dominam- menos compressividade
6.2.1.2. ISOTERMAS NO PLANO z-P: o desvio do comportamento do gás real em relação ao gás ideia pelo fator de compressibilidade z: z= PV/nRT = PV(volume molar real)/ (PV(volume molar ideal)) ideal
6.2.1.2.1. gás ideal z =1 para todas as pressoes e volumes
6.2.1.2.2. gás real z < 1 mais compressível --- z > 1 menos compressível. nos dois casos do z indiferente de 1 a pressão e temperatura constantes
6.2.1.3. EQUAÇÃO DE VAN DER WAALS : [ P + a ( n/ V )²] (V - nb) = nRT. parâmetros a e b estão relacionados a atração e repulsão molecular, dependem da natureza do gás. o termo que envolve o a esta para corrigir o valor da pressão e o que envolve o b para corrigir o volume. estão corrigindo a equação PV=nRT
7. APLICAÇÕES FARMACÊUTICAS
7.1. A utilizar o principio dos gases para a fabricação de medicamentos gasosos
7.1.1. A segunda lei da termodinâmica por ser entendia como a vida de um corpo, onde possui um inicio, desenvolvimento e um fim. como a entropia gerada e o rendimento energéticos dos processos metabólicos
7.1.1.1. o metabolismo energético é calculado com base na variação de energia de oxidação dos carboidratos, lipídeos e aminoácidos
7.1.1.2. a transferência de energia corporal para o ambiente por meio de de radiação, convecção, vaporização e respiração
7.1.1.3. o rendimento energético do corpo humano a partir da quantidade de macronutrientes ingeridos
7.1.2. fabricação de cilindros de gases como O2, ar comprimido
7.1.3. medicamentos em aerossóis, como bombinhas para asma