Sistemas Termodinâmicos

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Sistemas Termodinâmicos por Mind Map: Sistemas Termodinâmicos

1. Sistema

1.1. investigação de conteúdo de um volume macroscópico separado do meio externo

2. Vizinhança

2.1. Meio externo de um sistema

3. aberto

3.1. Pode trocar matéria e energia com a vizinhança

4. Fechado

4.1. Não troca matéria, mas pode trocar energia com a vizinhnça

5. Isolado

5.1. Não troca matéria e nem energia com a vizinhança

6. Gases Ideais

6.1. Sistema constituído de moléculas em movimento desordenado e livre de forças de atração ou repulsão.

6.2. Leis

6.2.1. Isométricas: volume constante

6.2.2. Isotermas: temperatura constante

6.2.3. Isobáricas: Pressão constante

6.2.4. Lei de Avogrado: "volumes iguais nas mesmas condições de pressão e temperatura, apresentam a mesma quantidade de substancias em mol.

6.2.4.1. Constante: 6,02 x 10^23

6.3. Equação dos gases ideias

6.3.1. PV=nRT

6.3.1.1. P=pressão

6.3.1.2. V=volume

6.3.1.3. n=número de mol

6.3.1.4. R=constante de Regnault

6.3.1.4.1. 0,082atm.L/mol.k

6.3.1.4.2. 0,083bar.L/mol.K

6.3.1.4.3. SI: 8,314J/mol.K

6.3.1.4.4. 1,987cal/mol.k

6.3.1.5. T=temperatura=Kelvin

6.4. Misturas de gases

6.4.1. São miscíveis em todas as proporções e formam misturas homogenias ou soluções gasosas.

6.4.2. É feita pela soma das pressões parciais

6.4.3. Fração molar: nº mol do gás/nºmol total da mistura.

7. Gases reais

7.1. PV=ZnRT

7.1.1. Z=fator de compressibilidade

7.2. Equação de Van der Waals

7.2.1. [P+a(n/V)²].(V-nb)=nRT

7.2.1.1. Parâmetros 'a' e 'b' estão relacionados com forças de atração e repulsão molecular, dependem da natureza do gás.

8. 1ª Lei da Termodinâmica

8.1. Lei da conservação de energia mecânica

8.1.1. A energia pode ser transformada, mas nunca criada ou destruída.

8.2. Trabalho

8.2.1. Energia trocada entre o sistema e o meio externo.

8.2.2. +w: energia recebida pelo sistema, forças externas contra o sistema

8.2.3. -w: energia cedida pelo sistema, w realizado contra forças externas

8.2.4. trabalho (w)= Força (F) x Deslocamento(d)

8.2.4.1. Resultado em Joules(J) ou newton/metro(N/m)

8.2.5. Trabalho máximo: w=-P(deltaV)

8.2.6. Para um gás ideal a T constante

8.2.6.1. w=-nRTln(P1/P2)

8.3. Calor

8.3.1. É a energia trocada entre o sistema e a vizinhança por efeito exclusivo da temperatura. Não há força.

8.3.2. +q: energia recebida pelo sistema para a vizinhança na forma de calor.

8.3.3. -q: energia cedida do sistema para a vizinhança na forma de calor.

8.3.4. Fórmulas

8.3.4.1. calor(q)=massa(m) x calor especifico(c) x deltaT (t final-t-inicial)

8.3.4.2. calor(q)=capacidade térmica(C) x deltaT (t-final-t-inicial)

8.4. Energia total

8.4.1. A partir de medidas de w e q pode-se acompanhar as variações na energia total do sistema.

8.4.1.1. Energia interna (deltaU)= calor(q) + trabalho(w)

8.4.2. Lei da conservação

8.4.2.1. Em um sistema isolado, a energia total permanece constante.

8.5. Entalpia dos Sistemas

8.5.1. definicao

8.5.1.1. H=U+PV

8.5.1.1.1. PV=energia elastica

8.5.1.1.2. h=entalpia

8.5.1.1.3. U=energia interna

8.5.1.2. Para uma transformação: deltaH=deltaU+deltaPV

8.6. Efeitos térmicos

8.6.1. A quantidade de calor recebida por um sistema fechado e homogêneo a P=cte é proporcional ao acréscimo de temperatura.

8.6.2. q=C(T-final-T-inicial) ou C=q/deltaT

8.6.3. capacidade térmica molar: Cmolar=c/n

8.6.4. calor especifico: c=c/m e q=m.c.deltaT

9. Termoquímica

9.1. Estuda as consequências da 1ª lei quando aplicada às reações químicas

9.2. Estuda as variações de entalpia nos processos químicos.

9.3. muitos processos são realizados sob pressão e volume constante.

9.3.1. dU=dq+dw

9.3.1.1. obs: dw=PdV

9.3.1.1.1. dU=dqv

9.3.2. deltaH=qp

9.3.2.1. qp: calor a pressão constante

9.3.3. O calor de reação a volume constante(deltaU) pode ser convertido em valor de reação a pressão constante(deltaH)

9.3.3.1. deltaH=deltaU+delta(PV)

9.4. Leis

9.4.1. Lei de Heiss

9.4.1.1. Lei das somas

10. Entropia

10.1. 2ª Lei da Termodinâmica

10.1.1. Uma transformação espontânea em um sistema isolado ocorre junto com o aumento da entropia do sistema.

10.1.1.1. deltaS > q/T

10.1.2. Todo processo espontâneo é consequencia de um desequilibrio interno e externo

10.1.2.1. Desequilíbrios são diferenças finitas de temperatura, de pressão, de concentração, de potencial gravitacional, elétrico ou químico.

10.2. 3ª Lei da Termodinâmica

10.2.1. A entropia absoluta se aproxima do zero à medida que a temperatura absoluta se aproxima de zero.

11. Unidades no SI

12. Equilibrio quimico

12.1. Para sistemas isolados a entropia aumenta em uma transformação espontânea.

12.2. Energia livre

12.2.1. de Helmholtz

12.2.1.1. A=U-TS

12.2.2. de Gibbs

12.2.2.1. G=H-TS

12.2.3. para potenciais termodinâmicos

12.2.3.1. deltaG-< -SdeltaT+VdeltaP

12.3. Energia de Gibbs de reação

12.3.1. O potencial químico de um componente de uma mistura de gases ideias é dado pela soma de dois termos, um constante e outro variável.

12.3.2. Isoterma de reação

12.3.2.1. deltarG=deltarG^0+RTln(Q)

12.3.3. K=e^-G0/RT

12.4. constante termodinâmica de equilibrio

12.4.1. deltarG=-RTln(K)