UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
Instituto de Ciências Exatas e Naturais do Pontal

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Timbre

Plano de Ensino

IDENTIFICAÇÃO

Componente Curricular:

 Termodinâmica Química

Unidade Ofertante:

Instituto de Ciências Exatas e Naturais do Pontal

Código:

ICENP34702

Período/Série:

6º

Turma:

QN

Carga Horária:

Natureza:

Teórica:

60

Prática:

 

Total:

60

Obrigatória:

(X)

Optativa:

( )

Professor(A):

Gilberto Augusto de Oliveira Brito

Ano/Semestre:

2023.2

Observações:

 

 

EMENTA

Introdução à físico-química. Comportamento dos gases: Gás perfeito e gás real. Primeira lei da termodinâmica: Conservação da energia, transferência de energia na forma de calor e de trabalho e suas aplicações. Segunda lei da termodinâmica: O conceito de entropia, a direção natural do processo físicos e químicos. Terceira lei da termodinâmica. Energia livre de Gibbs e Helmholtz. Relações de Maxwell. Potencial químico. Fugacidade.

JUSTIFICATIVA

A disciplina Termodinâmica Química permite a abordagem de conhecimentos fundamentais que levam a compreensão dos fenômenos físico-químicos presentes em todos os processos químicos e transformações físicas. Nesta disciplina serão discutidas conceitualmente as leis da termodinâmica e sua aplicação em problemas reais no cálculo das propriedades de vários sistemas.

OBJETIVO

Objetivo Geral:

A disciplina tem como finalidade desenvolver os conceitos fundamentais da termodinâmica. No decorrer do curso o aluno deverá ser capaz de descrever de forma qualitativa e quantitativa processos físicos e químicos, construir modelos teóricos, fazer previsões de fenômenos e estabelecer uma relação entre os conceitos termodinâmicos, a direção natural de fenômenos físicos e químicos e a condição de equilíbrio.

 

Objetivos específicos:

Ao final desta disciplina o aluno deverá:

ü Entender o comportamento dos gases perfeitos, analisar e interpretar as condições limites para o emprego da equação de estado dos gases perfeitos;

ü Analisar e interpretar o comportamento de um gás real e aplicar a equação de Van der Walls na descrição dos sistemas;

ü Avaliar o comportamento das misturas gases;

ü Compreender os conceitos de calor e trabalho;

ü Compreender a lei zero da termodinâmica e o conceito de calor;

ü Conhecer, compreender e aplicar as leis da termodinâmica;

ü Aplicar as leis da termodinâmica no cálculo de propriedades dos sistemas como, coeficiente de expansão térmica e coeficiente de compressibilidade isotérmica;

ü Compreender a primeira lei da termodinâmica e relaciona-la com a energia;

ü Avaliar os processos quanto às trocas térmicas;

ü Compreender e aplicar a segunda lei da termodinâmica;

ü Avaliar como a entropia muda em função da temperatura, do volume e da pressão;

ü Interpretar e aplicar a terceira lei da termodinâmica;

ü Combinar a primeira e a segunda Lei da termodinâmica;

ü Compreender e aplicar a Energia Livre de Gibbs;

Entender o conceito de Potencial Químico.

 

 

PROGRAMA

 

1. Introdução à Físico química: Estrutura e propriedades da matéria. Energia e a relação entre propriedades microscópicas e macroscópicas da matéria.

2. Comportamento dos gases: Gases perfeitos e a equação de estado dos gases perfeitos. Gases reais, Desvios da idealidade, Construção de um modelo para considerar às interações intermoleculares, Equação de Van der Waals, Equação de Virial.

3. Primeira lei da Termodinâmica: Calor e trabalho, Formulação da primeira lei da termodinâmica, Definição e interpretação molecular da Energia Interna, Trabalho de expansão, Trabalho contra pressão constante, Processos reversíveis, Processos isotérmicos, Transferência de energia na forma de calor, Capacidade calorífica, Entalpia, Calorimetria, Termoquímica, Efeito Joule-Thomson, Processos adiabáticos.

4. Segunda e terceiras Leis da termodinâmica: Definição de entropia, Ciclo de Carnot, Desigualdade de Clausius, Mudanças de entropia: no processo de expansão, transformação de fase e regra de Trouton, Mudança de entropia sob aquecimento, Medidas de entropia e a terceira lei da termodinâmica.

5. Energia Livre de Gibbs e Helmholtz: Definição de Energia Livre de Gibbs, Definição de Energia Livre de Helmholtz, Critérios de espontaneidade, Trabalho máximo, Energia Livre de formação, Combinando a primeira e a segunda leis da termodinâmica, Relações de Maxwell, Mudanças da Energia Livre de Gibbs com a temperatura e com a pressão.

6. Potencial químico

7. Fugacidade

METODOLOGIA

As aulas serão desenvolvidas por meio de aulas expositivas dialogadas através do uso de recursos audiovisuais como o quadro giz e Datashow. Ainda serão empregados recursos de informática na discussão e resolução de problemas numéricos e gráficos

AVALIAÇÃO

A avaliação será realizada por meio de: A) 3 provas escritas- PE; B) Atividades em sala de aula – A; C-) Resolução de Exercícios - E.

A nota final (Media (M) Final (F)) será calculada da seguinte forma:

MF = 0,70 MPE + 0,20 A + 0,10 E

MPE é a média das provas escritas. Será aprovado o aluno que obtiver MF ≥ 60. Caso o aluno tenha MF < 60, ele fará uma prova substitutiva ao final do semestre, a qual substituirá a menor das notas das provas escritas. 

BIBLIOGRAFIA

Básica

[1] ATKINS, P.W.; PAULA, J. Físico química. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008. 2 v.

[2] CASTELLAN, G.W. Fundamentos de físico química. Rio de Janeiro: LTC, 1986.

[3] LEVINE, I. N. Físico-química. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2012. v. 1. 

Complementar

[1] ATKINS, P. W. Físico química-fundamentos. 3. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003.

[2] BALL, D. W. Físico-química. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006. v. 1.

[3] MOORE, W. J. Físico química. 4.ed. São Paulo: Edgard Blücher, 2013. 2 v.

[4] ATKINS, P. W.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida Moderna e o meio ambiente. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2012.

[5] McQUARRIE, D. A. Physical chemistry: a molecular approach. Sausalito: University Science Books, 1997.

APROVAÇÃO

Aprovado em reunião do Colegiado realizada em: ____/____/______

Coordenação do Curso de Graduação: _________________________

 

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Documento assinado eletronicamente por Rodrigo Barroso Panatieri, Coordenador(a), em 22/03/2024, às 14:16, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.
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Referência: Processo nº 23117.090087/2023-91 SEI nº 5130632