Tecnologias e processos 2

Química I

Princípios de
Termodinâmica Química
A Primeira Lei

N.L.S. Carnot
(1796­1832)

J.P. Joule
(1818­1889)

Termodinâmica Química
●

Termodinâmica
Ciência que estuda as transformações de energia nas suas várias formas incluindo calor e trabalho.

●

Conceitos fundamentais:
Sistema
Vizinhança
Universo
Estado ...

Estado dum sistema
●

O estado de um sistema é definido por um conjunto de grandezas relativas a propriedades macroscópicas.
Os valores dessas propriedades são independentes do caminho que sistema seguiu até esse estado, denominando-se funções de estado.

●

Exemplos:
Pressão, volume, temperatura, composição, energia, etc.
Quais as funções de estado necessárias à definição do estado de um gás perfeito? Tipos de sistemas
●

Sistema aberto
Há transferência de energia e matéria com a vizinhança. ●

Sistema fechado
Só pode haver transferência de energia com o exterior. ●

Sistema isolado
Não há transferência de energia nem matéria com a vizinhança.

A energia interna e a Primeira Lei
●

A energia interna (E) é uma função de estado.

●

A Primeira Lei da Termodinâmica baseia-se na conservação da energia. Diz-nos que é energia total de um sistema isolado é constante.
A energia de um sistema só se pode transformar em outras formas (como calor e trabalho, mas nunca perder-se ou criar-se.

Sendo impossível medir a energia absoluta de um sistema, apenas se podem tratar diferenças de energia entre estados. A Primeira Lei da Termodinâmica
ΔEuniverso = Esistema – Evizinhança = 0
ΔEsistema = – ΔEvizinhança
●

Convenção de sinal
Consideram-se as transformações do ponto vista do sistema. ΔE < 0  O sistema liberta (perde) energia.
ΔE > 0  O sistema recebe (ganha) energia.

Calor e trabalho
●

Numa transformação físico-química, o sistema pode libertar ou receber energia do exterior sob a forma de calor ou trabalho.

ΔEsistema = q + w
Sistema liberta calor (q