Sistemas Termodinâmicos

Começar. É Gratuito
ou inscrever-se com seu endereço de e-mail
Sistemas Termodinâmicos por Mind Map: Sistemas Termodinâmicos

1. aberto

1.1. Pode trocar matéria e energia com a vizinhança

2. Fechado

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

3. Isolado

3.1. Não troca matéria e nem energia com a vizinhança

4. Gases reais

4.1. PV=ZnRT

4.1.1. Z=fator de compressibilidade

4.2. Equação de Van der Waals

4.2.1. [P+a(n/V)²].(V-nb)=nRT

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

5. 1ª Lei da Termodinâmica

5.1. Lei da conservação de energia mecânica

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

5.2. Trabalho

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

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

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

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

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

5.2.5. Trabalho máximo: w=-P(deltaV)

5.2.6. Para um gás ideal a T constante

5.2.6.1. w=-nRTln(P1/P2)

5.3. Calor

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

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

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

5.3.4. Fórmulas

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

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

5.4. Energia total

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

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

5.4.2. Lei da conservação

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

5.5. Entalpia dos Sistemas

5.5.1. definicao

5.5.1.1. H=U+PV

5.5.1.1.1. PV=energia elastica

5.5.1.1.2. h=entalpia

5.5.1.1.3. U=energia interna

5.5.1.2. Para uma transformação: deltaH=deltaU+deltaPV

5.6. Efeitos térmicos

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

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

5.6.3. capacidade térmica molar: Cmolar=c/n

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

6. Entropia

6.1. 2ª Lei da Termodinâmica

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

6.1.1.1. deltaS > q/T

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

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

6.2. 3ª Lei da Termodinâmica

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

7. Unidades no SI

8. Equilibrio quimico

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

8.2. Energia livre

8.2.1. de Helmholtz

8.2.1.1. A=U-TS

8.2.2. de Gibbs

8.2.2.1. G=H-TS

8.2.3. para potenciais termodinâmicos

8.2.3.1. deltaG-< -SdeltaT+VdeltaP

8.3. Energia de Gibbs de reação

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

8.3.2. Isoterma de reação

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

8.3.3. K=e^-G0/RT

8.4. constante termodinâmica de equilibrio

8.4.1. deltarG=-RTln(K)

9. Sistema

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

10. Vizinhança

10.1. Meio externo de um sistema

11. Gases Ideais

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

11.2. Leis

11.2.1. Isométricas: volume constante

11.2.2. Isotermas: temperatura constante

11.2.3. Isobáricas: Pressão constante

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

11.2.4.1. Constante: 6,02 x 10^23

11.3. Equação dos gases ideias

11.3.1. PV=nRT

11.3.1.1. P=pressão

11.3.1.2. V=volume

11.3.1.3. n=número de mol

11.3.1.4. R=constante de Regnault

11.3.1.4.1. 0,082atm.L/mol.k

11.3.1.4.2. 0,083bar.L/mol.K

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

11.3.1.4.4. 1,987cal/mol.k

11.3.1.5. T=temperatura=Kelvin

11.4. Misturas de gases

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

11.4.2. É feita pela soma das pressões parciais

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

12. Termoquímica

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

12.2. Estuda as variações de entalpia nos processos químicos.

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

12.3.1. dU=dq+dw

12.3.1.1. obs: dw=PdV

12.3.1.1.1. dU=dqv

12.3.2. deltaH=qp

12.3.2.1. qp: calor a pressão constante

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

12.3.3.1. deltaH=deltaU+delta(PV)

12.4. Leis

12.4.1. Lei de Heiss

12.4.1.1. Lei das somas