1. A natureza da Energia
Introdução aos processos Termodinâmicos
FQ – Farmácia – 2FA
2. Energia cinética e energia potencial
• Energia cinética é a energia do movimento:
• Energia potencial é a energia que um objeto possui em virtude de
sua posição.
• A energia potencial pode ser convertida em energia cinética. Por
exemplo: um ciclista no topo de um morro.
3. Unidades de energia
• A unidade SI para energia é o Joule, J.
• Algumas vezes utilizamos a caloria em vez do joule:
1 cal = 4,184 J (exatos)
• Uma caloria nutricional:
1 cal = 1.000 cal = 1 kcal
4. A transferência de energia: trabalho e calor
• Força é uma tração ou uma compressão exercida em um objeto.
• Trabalho é o produto da força aplicada em um objeto em uma
distância.
T = F.d
• Energia é o trabalho realizado para mover um objeto contra uma
força.
• Calor é a transferência de energia entre dois objetos.
Lei Zero da Termodinâmica
• Energia é a capacidade de realizar trabalho ou de transferir calor.
5. Energia interna (U)
•Energia interna: é a soma de toda a energia
cinética e potencial de um sistema.
U = Ecin + Epot
•Não se pode medir a energia interna absoluta.
6. A relação de E a calor e a trabalho
•A energia não pode ser criada ou destruída.
•A energia (sistema + vizinhança) é constante.
•Toda energia transferida de um sistema deve ser transferida para as vizinhanças
(e vice-versa).
•A partir da primeira lei da termodinâmica:
quando um sistema sofre qualquer mudança física ou química, a variação
obtida em sua energia interna, E, é dada pelo calor adicionado ou liberado
pelo sistema, q, mais o trabalho realizado pelo ou no sistema:
7. A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
Vizinhança
Aberto Fechado Isolado
8. A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
Tabela 01: Convenções de sinais utilizados e a relação entre q, w e E
9. Processos endotérmicos e exotérmicos
• Endotérmico: absorve calor da vizinhança.
• Exotérmico: transfere calor para a vizinhança.
• Uma reação endotérmica mostra-se fria.
• Uma reação exotérmica mostra-se quente.
A PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA
10. Funções de estado
• Função de estado: depende somente dos estados inicial e final do sistema, e
não de como a energia interna é utilizada.
11. • As reações químicas podem absorver ou liberar calor.
• No entanto, elas também podem provocar a realização de trabalho.
• Por exemplo, quando um gás é produzido, ele pode ser utilizado para empurrar um
pistão, realizando, assim, trabalho.
Zn(s) + 2H+(aq) Zn2+(aq) + H2(g)
• O trabalho realizado pela reação acima é denominado trabalho de pressão-volume.
ENTALPIA
13. • Entalpia, H:
• É o calor transferido entre o sistema e a vizinhança realizado sob pressão
constante.
• Entalpia é uma função de estado.
ENTALPIA
• Quando H é positivo, o sistema ganha calor da vizinhança.
• Quando H é negativo, o sistema libera calor para a vizinhança.
15. ENTALPIA DE REAÇÃO
A entalpia é uma propriedade extensiva (a ordem de grandeza
do H é diretamente proporcional à quantidade):
CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) H = -890 kJ
2CH4(g) + 4O2(g) 2CO2(g) + 4H2O(g) H = 1780 kJ
16. • Quando invertemos uma reação, alteramos o sinal do H:
CO2(g) + 2H2O(l) CH4(g) + 2O2(g) H = +890 kJ
• A variação na entalpia depende do estado:
H2O(g) H2O(l) H = -88 kJ
ENTALPIA DE REAÇÃO
