Sala de Aula _ Estacio_mod 2

Prévia do material em texto

12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 1/46
Termodinâmica
Prof. Bruno Di Lello
Descrição
Compreensão das diferentes leis da termodinâmica e suas formas de transferência de energia, a quantificação da energia total envolvida e a
determinação do sentido espontâneo para uma transformação.
Propósito
Fornecer os conhecimentos de aspectos teóricos e ferramentais que possibilitem reconhecer os princípios da termodinâmica, suas funções e
aplicações, para a quantificação da energia envolvida e identificação da espontaneidade de um processo de transformação física ou química é
extremamente importante para a compreensão de mecanismos e processos que são a base da Química e de várias outras disciplinas.
Objetivos
Módulo 1
Conceitos fundamentais da termodinâmica
Reconhecer os conceitos fundamentais da termodinâmica e a sua primeira lei.
Módulo 2
Entalpia e os seus cálculos de variação
Descrever a entalpia e os cálculos envolvidos com a sua variação.
Módulo 3
Segunda lei da termodinâmica
Reconhecer as premissas da segunda lei da termodinâmica e a sua importância.
Módulo 4
Análise da energia livre de Gibbs
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 2/46
Identificar a espontaneidade das reações químicas por meio da análise da energia livre de Gibbs.
rientações sobre unidades de medidas
Em nosso material, unidades de medida e números são escritos juntos (ex.: 25km) por questões de tecnologia e didáticas. No entanto, o Inmetro
estabelece que deve existir um espaço entre o número e a unidade (ex.: 25 km). Logo, os relatórios técnicos e demais materiais escritos por você
devem seguir o padrão internacional de separação dos números e das unidades.
1 - Conceitos fundamentais da termodinâmica
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer os conceitos fundamentais da termodinâmica e a sua primeira lei.
Energia, calor e trabalho
No universo, não se pode criar nem destruir energia. Toda quantidade de energia que temos no momento presente já existia no momento da
criação do universo. Essa energia flui de um lado para outro sob as formas de calor e/ou de trabalho, mas a sua quantidade total permanece
inalterada.
Vamos reconhecer a termodinâmica como uma ciência se ocupa em identificar os fluxos de energia que ocorrem nas transformações da
matéria e que permite o cálculo do calor trocado em um processo químico ou físico.
Veremos como reconhecer e manusear algumas funções importantes, como a entalpia, a entropia e a energia livre de Gibbs, que permitem
tanto quantificar o calor ou o trabalho envolvido em determinado processo quanto prever em que direção uma transformação avançará.
AVISO: orientações sobre unidades de medidas.
Introdução
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 3/46
Mas o que significa energia?
Resposta
Podemos definir energia como o potencial inato para executar trabalho ou realizar uma ação. Qualquer coisa que esteja trabalhando, movendo
outro objeto ou aquecendo-o, por exemplo, está gastando (transferindo) energia.
Vamos discutir, agora, os conceitos de trabalho e de calor, que são as formas como a energia se desloca.
Trabalho
O conceito de trabalho é definido como a forma de transferência de energia relacionada com uma ação ordenada do sistema. O trabalho,
representado pela letra “w”, normalmente está relacionado com o deslocamento de massa. Há trabalho quando um corpo é deslocado contra
uma força que se opõe ao deslocamento. No trabalho, utiliza-se a energia de maneira consistente para se atingir um objetivo, como, por exemplo,
a expansão de um gás que empurra um pistão em um motor a combustão.
Veja a seguir uma ilustração do ciclo de um motor a gasolina convencional de quatro tempos:
Energia na forma de trabalho em um pistão de um motor à combustão.
Etapa 1
A válvula de entrada se abre e a mistura ar-combustível é admitida conforme o pistão se move para baixo.
Energia na forma de trabalho em um pistão de um motor a combustão.
Etapa 2
O pistão se move para cima e comprime a mistura.
Energia na forma de trabalho em um pistão de um motor a combustão.
Etapa 3
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 4/46
O gás quente empurra o pistão para baixo.
Energia na forma de trabalho em um pistão de um motor a combustão.
Etapa 4
O pistão se move para cima e empurra o gás restante para fora.
Veja agora o conceito de calor e a sua relação com a transferência energética:
Calor
Energia na forma de calor emanado com a queima de um gás.
Calor é a forma de transferência de energia relacionada com diferenças de temperatura entre os sistemas envolvidos ou entre o sistema e as
vizinhanças. O calor normalmente é representado pela letra . Na transferência energética na forma de calor, não há um ordenamento do
sistema e normalmente não se busca um objetivo específico. O calor flui da região mais aquecida (maior temperatura) para a região mais fria
(menor temperatura).
O calor pode ser convertido em trabalho e, de forma inversa, o trabalho pode ser convertido em calor. O homem utiliza a todo tempo a
conversão de energia para a realização de trabalho mecânico. Um motor de automóvel produz calor por meio da reação química da queima de
combustível (combustão). Parte desse calor é aproveitada para gerar o deslocamento do automóvel, isto é, para gerar trabalho mecânico.
O calor flui da região quente para a região fria.
De forma inversa, ao se agitar um fluido por um instrumento de mistura (por exemplo, um liquidificador), o trabalho mecânico de agitação
promove um leve aquecimento das moléculas do fluido. Nesse caso, o trabalho foi convertido em calor. O mesmo fenômeno também pode ser
observado em um automóvel.
‵‵q′′
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 5/46
Energia, calor e trabalho em um automóvel.
As unidades para a medição de energia, calor e trabalho
A energia e suas formas de transferência são quantificadas por unidades próprias. Uma unidade de medida de energia amplamente difundida é a
caloria ( ).
Mas, afinal, quanto vale uma caloria?
Resposta
 = energia suficiente para elevar em a temperatura de de água.
Assim, ao se fornecer a quantidade exata de 1 caloria para um grama de água, essa quantidade de energia elevará a temperatura dessa massa
em um grau Celsius.
Embora a caloria seja uma unidade bastante conhecida, a unidade mais recomendada para os cálculos envolvendo energia é o Joule ( ), uma
unidade do Sistema Internacional ( ). Em termos de comparação, 1 Joule representa aproximadamente o consumo de energia para sustentar
um batimento cardíaco.
A relação entre caloria e Joule é a seguinte: = .
Você pode observar que os rótulos das embalagens dos alimentos contêm as informações nutricionais e energéticas, utilizando tanto a unidade
caloria, ou quilocaloria ( ), como Joule, ou quilojoule ( ).
Veja a seguir um exemplo de rótulo de embalagem que contém as informações nutricionais e energéticas:
Informações nutricionais e de energia em alimento.
Sistema, vizinhanças e fronteira
Para o estudo de determinado fenômeno, separamos uma pequena parte do universo, denominada sistema, para realizar a observação. O
sistema é separado do restante do universo, denominado vizinhanças, por uma fronteira.
Vamos às definições de sistema, vizinhanças e fronteira relacionadas aos fundamentos da termodinâmica:
cal
1cal 1°C 1g
J
SI
1cal 4, 184J
kcal kJ
1kcal = 1000cal
1kJ = 1000J
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 6/46
Qualquer porção identificável de matéria e/ou energia que pode ser isolada por limites bem definidos que possibilite o seu estudo (célula
biológica, reator químico, um núcleo de um reator nuclear,uma pilha eletroquímica, um vulcão, um oceano ou uma floresta, entre outros).
Tudo aquilo que está fora de um sistema considerado.
Limite entre a vizinhança e o sistema.
Veja a seguir uma ilustração de como essas categorias se relacionam:
Sistema, vizinhanças e fronteira.
Agora que sabemos identificar o sistema em análise, vamos ver quais são as possibilidades de sistemas existentes. Os sistemas podem ser
classificados como abertos, fechados ou isolados, de acordo com os fluxos de energia e de matéria permitidos para as vizinhanças:
Sistema em que podem ocorrer trocas de energia e matéria com o meio.
Sistema em que só há troca de energia (calor e trabalho) com o meio. A massa permanece constante. Isto é, não ocorre troca de matéria.
Não troca nem energia, nem matéria com o meio.
Veja a seguir uma imagem ilustrativa dos sistemas termodinâmicos:
Sistema 
Meio ou vizinhanças 
Fronteira 
Sistema aberto 
Sistema fechado 
Sistema isolado 
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 7/46
Sistemas termodinâmicos.
As fronteiras que separam o sistema da vizinhança podem ser classificadas como diatérmica ou adiabática, de acordo com a permeabilidade ao
fluxo de calor:
Permeável à passagem de calor, se houver diferença de temperatura entre o sistema e as vizinhanças.
Impermeável à passagem de calor, mesmo que haja diferença de temperatura entre o sistema e as vizinhanças.
Trocas térmicas
Em determinado processo ou em uma transformação, o calor pode ser absorvido pelo sistema ou, de forma contrária, pode ser liberado do
sistema para as vizinhanças. Esses processos são classificados como exotérmico ou como endotérmico. Veja a seguir as características de
cada um deles:
Processo exotérmico
O sistema cede calor para as vizinhanças como, por exemplo, na reação de combustão de um gás. Nesse caso, haverá um aumento da
temperatura da vizinhança.
O sistema é mais quente que as vizinhanças.
Processo endotérmico
Fronteira diatérmica 
Fronteira adiabática 
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 8/46
O sistema absorve calor a partir das vizinhanças como, por exemplo, no processo de fusão da água. O sistema, ao absorver calor, provoca um
resfriamento da vizinhança.
O sistema é mais frio que as vizinhanças.
Verdadeiro ou Falso? Conceitos em Termodinâmica
O especialista Bruno Di Lello vai apresentar as definições de conceitos falsos ou verdadeiros para que você identifique o correto e o especialista
justifique.
A primeira lei da termodinâmica
A primeira lei da termodinâmica também é denominada de “lei da conservação da energia”. A energia do universo é constante. Não se pode
destruir ou criar energia, mas pode-se transferir a energia de um local para outro, do sistema para as vizinhanças, das vizinhanças para o sistema
ou entre dois sistemas.
Comentário
Essas transferências ocorrem na forma de calor, de trabalho ou ainda nas duas formas em um mesmo processo.
Se considerarmos um sistema isolado, não haverá aumento ou diminuição da quantidade de energia existente em seu interior. Entretanto, para
um sistema permeável ao fluxo de energia, sua quantidade de energia interna ( ) pode sofrer alterações.
A expressão matemática para a primeira lei da termodinâmica é a seguinte:
Existem algumas convenções de sinais para o calor trocado e para o trabalho envolvido em um fenômeno:
Trabalho realizado sobre o sistema 
Trabalho realizado pelo sistema 
Calor flui para dentro de um sistema 
Calor flui para fora de um sistema 
Vamos ver um exemplo de cálculo da variação de energia da realização de trabalho por um sistema (motor).

U
→ (w > 0)
→ (w < 0)
→ (q > 0)
→ (q < 0)
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 9/46
Exemplo
Questão 1
Um motor elétrico realiza sobre a vizinhança de trabalho mecânico e perde de calor por segundo para o ambiente. Qual é a variação de
energia interna do motor a cada segundo?
Nesse caso, considerando que houve a realização de trabalho pelo sistema (motor), o valor do trabalho será negativo, ou seja, 
 . A perda de calor para o ambiente significa um processo exotérmico, assim, .
Agora veja um outro exemplo de análise de um sistema termodinâmico.
Exemplo
Um sistema termodinâmico sofre compressão em suas moléculas de gás. O trabalho de compressão sobre o sistema é de . Ao mesmo
tempo, há uma liberação de calor para a vizinhança equivalente a . Indique:
Questão 1
Quais os valores de e em relação ao sistema descrito?
O calor liberado do sistema para a vizinhança tem sinal negativo e o trabalho realizado pela vizinhança sobre o sistema tem sinal positivo.
Questão 2
Qual a variação de energia interna do sistema considerado?
15kJ 2kJ
Resolução 
ΔU = q + w = −2kJ. s−1 − 15kJ. s−1 = −17kJ. s−1
w = −15kJ q = −2kJ
300J
200J
w q
Resolução 
q = −200J;w = +300J
Resolução 
ΔU = +100J
ΔU = q + w, logo Δ U = −200J + 300J = +100J
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 10/46
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Um sistema representa uma parte do universo que se encontra sob observação. Os fenômenos de transformação de matéria e seus fluxos
de energia são estudados a partir de um sistema, que se encontra separado das vizinhanças por suas fronteiras. A respeito dos fluxos de
matéria e energia nos diferentes sistemas termodinâmicos, assinale a alternativa correta:
A Um sistema fechado não troca energia com as vizinhanças.
B Um sistema aberto troca apenas energia com as vizinhanças.
C Um sistema isolado não altera a sua energia interna.
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 11/46
Parabéns! A alternativa C está correta.
Os sistemas termodinâmicos são classificados de acordo com os fluxos permitidos com as vizinhanças. Assim, temos o sistema aberto, em
que pode ocorrer trocas de energia e matéria com o meio; o sistema fechado,em que só há troca de energia (calor e/ou trabalho) com o
meio; e o sistema isolado, que não troca nem energia, nem matéria com o meio. Como o sistema isolado está impedido de trocar energia e
matéria com meio, a sua variação de energia interna é nula.
D Um sistema fechado pode apenas aumentar a sua energia interna.
E Um sistema aberto troca apenas massa com as vizinhanças.
Questão 2
Calor e trabalho são conceitos fundamentais para entendermos como a energia flui a partir de uma transformação em um sistema
termodinâmico. A primeira lei, também denominada de princípio da conservação da energia, mostra, por meio de uma equação matemática
bem simples, como a energia interna de um sistema pode variar. A respeito dos conceitos de calor, trabalho, energia e primeira lei, assinale a
alternativa correta:
Parabéns! A alternativa B está correta.
A primeira lei da termodinâmica, conhecida como o princípio da conservação da energia, estabelece a impossibilidade de criar a energia ou
de destruí-la. A energia pode ser transferida de duas formas, como calor ou como trabalho. Ao transferir energia, seja na forma de calor, ou
na forma de trabalho, ou das duas maneiras, um sistema não isolado apresentará uma variação em sua energia interna. Importante salientar
que a extensão da variação de sua energia interna representará a mesma quantidade nas vizinhanças, mas com sinal inverso. Por exemplo,
se um sistema não isolado perde 10 Joules de energia ( ), as vizinhanças receberão essa quantidade ( ).
A Um sistema isolado pode aumentar ou diminuir a sua energia interna por meio de fluxos de calor e de trabalho.
B
De acordo com a primeira lei, não é possível criar ou destruir a energia. A energia pode variar em um sistema não isolado, por
meio do calor e/ou do trabalho.
C
Quando o calor é admitido no sistema, temosum processo exotérmico. De forma contrária, a liberação de calor pelo sistema
representa um processo endotérmico.
D Quando o trabalho é realizado pelo sistema, ocorre um aumento em sua energia interna.
E Quando o trabalho é realizado sobre o sistema, ocorrerá uma diminuição de sua energia interna.
−10J +10J
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 12/46
2 - Entalpia e os seus cálculos de variação
Ao �nal deste módulo, você será capaz de descrever a entalpia e os cálculos envolvidos com a sua variação.
A Entalpia
Já vimos que nos processos de transformação ocorridos nos sistemas, há fluxos de energia envolvidos, seja na forma de calor, na forma de
trabalho, ou de ambas as formas. Uma quantidade significativa dessa energia é trocada como calor nos processos endotérmicos e exotérmicos.
Os processos de transformações da matéria ocorrem, na maioria das vezes, em condições de pressão constante sobre o sistema. Nessas
condições, o calor trocado recebe a designação de entalpia, H, sendo a variação de entalpia descrita como . Vamos avançar no conceito e
nos cálculos, envolvendo a variação de entalpia em uma transformação.
A variação de entalpia de um processo
A variação de entalpia medida nos processos é uma importante informação para determinarmos as necessidades energéticas para sustentar a
transformação da matéria ou a quantidade energética liberada na forma de calor (sob condições de pressão constante).
Os processos de transformação de matéria são classificados como transformação física e como transformação química. Ambos envolvem
troca de energia do sistema com as vizinhanças. Agora vamos apresentar as características de cada processo de transformação.
Transformação física
Nesse tipo de transformação da matéria, o estado físico de uma substância se altera, sem que haja a quebra de ligações químicas e a
consequente alteração nas fórmulas químicas. Por exemplo, quando o gelo (que quimicamente tem a fórmula H2O no estado físico sólido)
derrete, teremos como resultado do processo a água líquida, com a mesma fórmula química, ou seja, H2O.
Se continuarmos aquecendo a água líquida, ela passará para o estado vapor, mas continuará com a mesma fórmula química. Essa última
transformação física é denominada evaporação ou vaporização.
ΔH
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 13/46
Fusão do gelo: exemplo de transformação física.
Transformação química
As transformações químicas são mais profundas e complexas. Nesse tipo de transformação, ocorre a quebra das ligações químicas dos
reagentes envolvidos. Novas ligações são formadas, com os elementos químicos anteriormente contidos nos reagentes, gerando produtos
quimicamente diferentes. Logo, é importante saber que:
A manutenção das massas envolvidas é denominada Princípio da Conservação da Matéria.
Levando esse princípio em conta, a decomposição térmica do carbonato de cálcio CaCO3 é um exemplo de transformação química. Nessa
transformação, o carbonato de cálcio (reagente), que tem massa molar de 100g.mol -1, gera os produtos óxido de cálcio (CaO, massa molar
56g.mol-1) e gás carbônico (CO2, massa molar 44g.mol-1).
Veja a seguir uma imagem ilustrativa dessa transformação química:
Embora haja uma reorganização das fórmulas químicas, é importante salientar que não há variação de massa em uma transformação química,
isto é, a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos gerados.
Reação química: novos produtos são gerados, mas a massa é conservada.
Cálculo da variação da entalpia de uma reação por meio das entalpias de formação de produtos e reagentes
Para calcular a quantidade de entalpia envolvida no processo de transformação da matéria, devemos realizar um balanço energético entre as
entalpias no estado final do processo (produtos) e as entalpias no estado inicial do processo (reagentes).
Uma das formas mais usuais desse cálculo é com a utilização das entalpias padrão de formação ( ) das substâncias envolvidas na
transformação.
A variação da entalpia reacional padrão, , é calculada a partir da seguinte equação:
ΔH0f
ΔH0R
ΔH 0R = ΣΔH
0
f ( produtos ) − ΣΔH
0
f ( reagentes )
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 14/46
Em que:
• = Entalpia padrão da reação;
• = Entalpia padrão de formação da substância.
Agora veja uma imagem ilustrativa do balanço de entalpia para reações químicas:
Termoquímica: balanço de entalpia para reações químicas.
Baseado no que você já leu até agora, tente responder às seguintes perguntas:
Qual o significado de estado padrão?
Resposta
O estado padrão refere-se à forma mais estável de uma substância sob pressão de 1bar em uma temperatura qualquer. A maioria das tabelas
termodinâmicas fornecem os dados de estado padrão na temperatura de .
Qual o significado de entalpia padrão de formação?
Resposta
A entalpia padrão de formação refere-se à energia envolvida para formar um mol de uma substância no estado padrão, a partir de substâncias
simples e/ou átomos.
As substâncias simples são aquelas formadas por apenas um tipo de átomo. São exemplos de substâncias simples: O2(g), N2(g), H2(g) , Cl2(g)
Todas essas substâncias possuem apenas um tipo de átomo em sua fórmula química. Por definição, a entalpia padrão de formação de
substâncias simples e de átomos em sua forma mais estável é igual a zero.
Veja a seguir alguns exemplos de reações de formação.
Exemplo
C(s) + 2H2(g) → CH4(g) - Reação de formação do metano
H2(g) + ½ O2(g)→ H2O(l) - Reação de formação da água
C(s) + ½ O2(g)→ CO(g) - Reação do monóxido de carbono
C(s) + O2(g)→ CO2(g) - Reação do dióxido de carbono
A tabela a seguir mostra algumas entalpias padrão de formação de diversas substâncias:
Nome da substância Representação química
Argônio Ar(g) 0
ΔH0R
ΔH0f
25°C
ΔH 0f
kJ
⋅ mol−1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 15/46
Nome da substância Representação química
Carbono (grafita) C(s,grafita) 0
Carbono (diamante) C(s,diamante) +1,895
Gás hidrogênio H2(g) 0
Gás metano CH4(g) -74,81
Gás etano C2H6(g) -84,68
Gás propano C3H8(g) -103,85
Gás carbônico (dióxido de carbono) CO2(g) -393,51
Monóxido de carbono CO(g) -110,53
Gás oxigênio O2(g) 0
Gás nitrogênio N2(g) 0
Água (vapor) H2O(g) -241,82
Água (líquido) H2O(l) -285,83
Cloreto de sódio NaCl(s) -411,15
Sódio Na(s) 0
Sódio gás Na(g) +107,32
Gás cloro Cl2(g) 0
Ferro Fe(s) 0
Magnetita Fe3O4(s) -1118,4
Hematita Fe2O3(s) -824,2
Tetracloreto de carbono CCl4(l) -135,44
Tabela: Entalpias padrão de formação tabeladas a 25°C. 
Extraída de: Atkins; De Paula, 2018, p. 455-460.
Você já sabe qual é o conceito de variação da entalpia padrão da reação? Veja a seguir:
Saiba mais
A variação da entalpia padrão da reação é um balanço entre a entalpia total no estado final e a entalpia total no estado inicial do processo de
transformação.
ΔH 0f
kJ
⋅ mol−1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 16/46
Vamos ver como calcular a variação de entalpia padrão de uma reação com os exemplos a seguir.
Exemplo
Questão 1
Calcule a entalpia padrão para a reação: 2C2H6(g) + 7O2(g) → 4CO2(g) + 6H2O(l)
 = (produtos) - (reagentes)
 = [4 × (-393,51)+6×(-285,83)]-[2×(-84,68)+7×0]
 = -3289,02-(-169,36)
 = -3119,66kJ.mol-1 (processo exotérmico)
Questão 2
Calcule a variação de entalpia padrão para a transformação física relacionada com a vaporização de 1 mol de água. Nesse caso, a
transformação é a seguinte: H2O(l) → H2O(g)
 = (produtos) - (reagentes)
 = -241,82-(-285,83)= +44,01kJ.mol-1 (processo endotérmico)
Agora é com você! Resolva o próximo exercício com base nos exemplos que você já viu até agora.
Resolução 
ΔH0R ΣΔH
0
f ΣΔH
0
f
ΔH0R
ΔH0R
ΔH0R
Resolução 
ΔH0R ΣΔH
0
f
ΣΔH 0
fΔH0R
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 17/46
Teoria na prática
O cálculo da entalpia de uma reação pela Lei de Hess
Já vimos que a entalpia é classificada como uma função de estado. Isto é, a variação de entalpia depende somente das condições final e inicial
Questão 1
Calcule a entalpia padrão para a reação 2 C3H8(g) + 10 O2(g) → 6 CO2(g) + 8 H2O(l) 
Nome da substância Representação química (kj.mol-1)
Gás propano C3H8(g) -103,85
Gás carbônico (dióxido de carbono) CO2(g) -393,51
Água (líquido) H2O(l) -285,83
Parabéns! A alternativa B está correta.
Isso mesmo! Sabemos que a entalpia da reação é calculada pela seguinte fórmula:
 
 
 
 
 
 
ΔH0f
A +4440kJ.mol-1
B -4440kJ.mol-1
C +4855,4kJ.mol-1
D -4855,4kJ.mol-1
E +4845,4kJ.mol-1
ΔH 0R = ΣΔH
0
f ( produtos ) − ΣΔH
0
f ( reagentes ), logo :
ΔH 0
R
= [6 × (−393, 51) + 8 × (−285, 83)] − [2 × (−103, 85) + 10 × 0]
ΔH 0
R
= −4440 kJ. mol−1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 18/46
do sistema, não importando o caminho pelo qual a transformação aconteceu.
Agora reflita sobre a seguinte afirmativa:
Dica
A Lei de Hess está fundamentada na condição de a entalpia se comportar como uma função de estado.
Por essa lei, se tivermos as variações de entalpia das múltiplas etapas de uma transformação, que combinadas levam a uma equação global, o
somatório dessas variações de entalpia representa a entalpia global da reação.
Ficou confuso? Vamos ver a definição da Lei de Hess e um exemplo para facilitar:
A entalpia padrão de uma reação é igual a soma das entalpias de reações parciais em que a reação pode ser dividida.
(Germain Hess)
Se um processo pode ser dividido em várias etapas, temos:
Processo global = etapa 1 + etapa 2 + ...+ etapa n
Agora vamos ver um exemplo da aplicação desse processo:
Exemplo
Calcule da reação (“alvo”) C3H6(g) + 4,5 O2(g) → 3 CO2(g)+3 H2O(l) , a partir das reações:
I) C3H6(g) + H2(g) → C3H8(g)       
II) C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(l)   
III) H2(g) + ½ O2(g) → H2O(l)       
As reações devem ser adequadamente combinadas, configurando etapas da reação global ou reação alvo. As reações dadas como etapas
podem ser invertidas, multiplicadas, divididas. Qualquer alteração em uma reação refletirá na mesma alteração no valor de sua variação de
entalpia.
Assim, por exemplo, se uma reação for multiplicada por um fator 2, a variação de entalpia será multiplicada pelo mesmo fator. Se uma reação for
invertida em seu sentido, a variação de entalpia será invertida em seu sinal, isto é, uma reação exotérmica invertida (ΔH negativa) torna-se uma
reação endotérmica (ΔH positiva).
Para o exemplo que acabamos de ver, a combinação das três equações dadas requer a inversão da equação (III) para que o somatório das
equações resulte na equação alvo. Ao fazer o somatório das equações, termos iguais em lados opostos são subtraídos. Se os termos estiverem
do mesmo lado, eles serão somados. Ao final, as entalpias devem ser somadas para chegarmos ao valor da variação de entalpia da reação
global.
Assim, invertendo a reação (III), temos:
ΔH 0
r( global ) = ΔH
0
r(1) + ΔH
0
r(2) + ⋯ + ΔH
0
r(n)
ΔH0R
ΔH0R = −124kJ/mol
ΔH0R = −2220kJ/mol
ΔH0R = −286kJ/mol
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 19/46
Observações:
As perguntas mais buscadas sobre a Entalpia
O especialista Bruno Di Lello vai responder às principais perguntas sobre Entalpia, entre elas: O que é entalpia de formação? O que é entalpia de
reação? O que é o estado padrão? Quando usar a entalpia de formação? Como acontece a variação de entalpia em uma mudança de fase?
Vamos lá!
Na etapa I, temos 1 mol de H2(g) reagente e na etapa III também temos a mesma quantidade de H2(g). No somatório, o H2(g)
“desaparece” tendo em vista a diminuição de suas quantidades em lados opostos.
Na etapa II, temos 5 moles de O2(g) reagente, enquanto na etapa III, temos ½ mol de O2. Ao realizar o somatório, haverá uma
subtração de ½ O2 de 5 moles de O2 reagentes, resultando na equação global, 4,5 O2(g).
A mesma coisa ocorre para H2O(l), em que temos 4 moles de H2O(l) com produto na etapa II, e 1 mol da mesma molécula como
reagente na etapa III. Na reação global, temos como resultado da subtração a presença de 3 moles de H2O(l) como produto.
Note também que, com a inversão da reação da etapa III, o sinal de é invertido e passa de para 
.
ΔH0R −286kJ/mol +286kJ/mol

12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 20/46
A capacidade calorí�ca e o cálculo da variação de entalpia no aquecimento
ou resfriamento de uma substância
Uma propriedade importante das substâncias é a sua capacidade calorífica, também denominada de calor específico. Essa propriedade
representa o quanto uma substância converte o calor fornecido para ela em variação térmica (variação de sua temperatura).
Exemplo
A água líquida tem uma capacidade calorífica média de 1cal.grama-1°C-1. Isso representa que se fornecermos 1cal de calor para 1 grama de
água, a sua temperatura se elevará em 1 grau Celsius.
A relação entre calor, capacidade calorífica e variação de temperatura bastante útil é a seguinte:
Sendo:
• q = calor (cal, J);
• m = massa (kg, g);
• c = capacidade calorífica (cal.g-1°C-1, cal.kg-1°C-1, J.g-1°C-1, J.kg-1°C-1, J.kg-1 K-1 etc.) ;
• ΔT = variação de temperatura (°C, K).
Tratando-se de variação de entalpia, devemos lembrar que o calor trocado está na condição de pressão constante sobre o sistema. Assim,
utilizando as unidades do sistema internacional, a variação de entalpia média pode ser calculada como:
Sendo:
• ΔH = variação de entalpia (J);
• n = número de moles da substância;
• c(p,m) = capacidade calorífica molar a pressão constante (J.mol-1 K-1);
• ΔT = variação de temperatura (K).
Agora que você aprendeu a reconhecer os conceitos fundamentais da termodinâmica, chegou a hora de exercitar um pouco mais.
Teoria na prática
q = mcΔT
ΔH = ncp,mΔT
Questão 1
Calcule a variação de entalpia envolvida no aquecimento de 3 moles de gás oxigênio, O2(g) entre as temperaturas de 298K (25°C) e 323K
(50°C) , considerando que c(p,m) de O2(g) = 29,37J.mol-1K-1.
A +2202 75J
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 21/46
Parabéns! A alternativa A está correta.
Muito bem! Considerando que ΔH = nc(p,m) ΔT, temos:
ΔH = 3 moles . 29,37J.mol-1K-1.25K= +2202,75J 
 
A +2202, 75J
B −2202, 75J
C +26256, 78J
D −26256, 78J
E +28459, 53J
Questão 2
Calcule a temperatura final de um sistema de 20 moles de água, em que a entalpia aumentou 20.148J e a temperatura inicial era de 100°C. O
c(p,m) do vapor-d’água é de 33,58J.mol-1K-1.
Parabéns! A alternativa A está correta.
Muito bem! Considerando que ΔH = nc(p,m) ΔT
A 403K
B 330K
C 33K
D 333K
E 130K
ΔH = ncp,m (Tfinal  − Tinicial )
Tfinal  − Tinicial  =
ΔH
ncp,m
Tfinal  =
ΔH
ncp,m
+ Tinicial 
Tfinal  =
20148
20×33,58 + 273
Tfinal  = 303K
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 22/46
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A variação de entalpia de uma reação representa um balanço energético entre os valores de entalpia no estado final da transformação e
seus valores no estado inicial. Indique a alternativa correta da variação de entalpia padrão para a reação de neutralização de um ácido forte
por uma base forte, dada por:
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Dados:
Substância
H2O(l) -285,83
ΔH 0f (298, 15 K)/kJ ⋅ mol
−1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 23/46
SubstânciaHCl(aq) -167,16
NaOH(aq) -470,11
NaCl(aq) -407,28
Parabéns! A alternativa C está correta.
 
ΔH 0
f
(298, 15 K)/kJ ⋅ mol−1
A -693,11kJ.mol-1
B +693,11kJ.mol-1
C -55,84kJ.mol-1
D +55,84kJ.mol-1
E -637,27kJ.mol-1
ΔH 0R = ΣΔH
0
f
( produtos ) − ΣΔH 0
f
( reagentes )
ΔH 0r = [−407, 28 kJ ⋅ mol
−1 − 285, 83 kJ ⋅ mol−1] − [−167, 16 kJ ⋅ mol−1 − 470, 11kJ ⋅ mol−1] = −55, 84 kJ ⋅ mol−1
Questão 2
A Lei de Hess permite o cálculo da variação de entalpia de uma reação química a partir dos valores da variação de entalpia reacional de suas
etapas intermediárias. Indique a alternativa correta para a variação da entalpia reacional de 2N2(g) + 5O2(g) → 2N2O5(g) , considerando as
etapas reacionais a seguir:
(I) 4 NO(g) + 2 O2(g) → 4 NO2(g)     =-228,2kJ.mol-1
(II) 4 NO2(g) + O2(g) → 2 N2O5(g)    =-110,2kJ.mol-1
(III) 2 N2(g) + 2O2(g) → 4NO(g)     =+361kJ.mol-1
ΔH0R
ΔH0R
ΔH0R
A +11,3kJ.mol-1
B -11,3kJ.mol-1
C - 22,6kJ.mol-1
D
+22 6kJ l-1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 24/46
3 - Segunda lei da termodinâmica
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer as premissas da segunda lei da termodinâmica e a sua importância.
O sentido das transformações espontâneas
A primeira lei da termodinâmica mostra que a energia é conservada nas transformações. Essa premissa, embora correta, não é suficiente para
explicar a espontaneidade ou o sentido mais favorável dos processos de transformação da matéria.
Uma das formas de determinar a espontaneidade para uma transformação é pela segunda lei da termodinâmica e pela análise de uma grandeza
ou função termodinâmica denominada entropia (S).
A segunda lei da termodinâmica e a entropia
A segunda lei da termodinâmica procura identificar o sentido das mudanças espontâneas, isto é, das transformações que ocorrem naturalmente.
As transformações podem ser espontâneas e não espontâneas, veja a seguir a definição de cada uma:
Parabéns! A alternativa D está correta.
+22,6kJ.mol 1
E -110,2kJ.mol-1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 25/46
Transformação espontânea
Aquela que pode ocorrer sem a realização de trabalho para provocá-la.
Transformação não espontânea
Aquela que só pode ocorrer com a realização de trabalho para provocá-la.
Dois tipos básicos de processos espontâneos podem ser identificados na natureza:
1) A matéria tende a se tornar desordenada;
2) A energia tende a se tornar espalhada.
Para se determinar o sentido de uma transformação espontânea é necessária a adoção de um novo parâmetro termodinâmico, chamado de
entropia ( ).
Entropia ( )
A entropia pode ser interpretada como um parâmetro indicativo da desordem da matéria e da energia. Qualitativamente, a entropia pode ser
considerada como uma extensão da desordem. Quantitativamente, veremos que é possível medir a entropia e aplicar essa medida às reações
químicas. Assim, quando matéria e energia se tornam desordenadas em uma transformação espontânea, há um aumento da entropia. Veja a
imagem a seguir que ilustra esse fenômeno:
Aumento da entropia, logo ocorre o aumento da desordem.
Segunda lei da termodinâmica
A característica mais importante dessa lei é que ela se aplica às mudanças em todas as suas formas: tanto para reações químicas quanto para
transformações físicas. Assim, a segunda lei da termodinâmica busca identificar o sentido da mudança espontânea e permite afirmar que certo
estado, em sua configuração final, pode ser alcançado a partir de outro estado (em sua configuração inicial) por meio de uma transformação
espontânea. Veja a seguir os enunciados da segunda lei da termodinâmica:
Enunciado 1: A entropia do universo tende a aumentar.
O universo, pelas observações astronômicas atuais, é um grande sistema que se encontra em expansão, espalhando energia e matéria nesse
processo. Dessa forma, esse processo, espontâneo, indica que está ocorrendo um aumento de entropia.
Enunciado 2: A entropia de um sistema isolado aumenta numa mudança espontânea.
Assim, para uma mudança espontânea: 
Em que:

S
S
⇒ ΔStotal  ≥ 0
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 26/46
• = variação da entropia total;
• ;
• = entropia total;
• = entropia do sistema;
• = entropia das vizinhanças.
Vejamos alguns processos espontâneos com os quais nos deparamos em nosso dia a dia e que concordam com nossas observações de
fenômenos naturais, implicando em um aumento de entropia total:
Dispersão desordenada de matéria
Essa tendência é responsável, por exemplo, pelo comportamento espontâneo que um gás possui de se expandir e ocupar inteiramente o
recipiente em que está contido. O processo inverso, isto é, o gás se comprimir espontaneamente sem a utilização de trabalho, é extremamente
improvável. Para isso, seria necessário que todas as partículas se deslocassem para uma pequena região do recipiente.
Expansão (espontânea) e compressão (não espontânea).
Veja a seguir um esquema 3D de um sistema de compressão não espontânea de gás:
Compressão não espontânea de gás: requer energia na forma de trabalho.
Dispersão desordenada de energia
Veja a próxima imagem e repare que, nesses diagramas, as esferas claras representam o sistema e as esferas escuras, a vizinhança. As setas
representam o movimento térmico dos átomos. Pense no sistema como um bloco de metal aquecido. Nesse caso, o movimento térmico agitado
do sistema se propaga para a vizinhança (quadro da direita, movimento espontâneo). No entanto, pensar em um bloco quente que, em um
sistema aberto, contém a agitação dos seus átomos apenas em seu interior e não leva a uma perturbação na vizinhança não é natural, não é
verdade? Ou seja, o quadro da esquerda não acontece de maneira espontânea.
Dispersão desordenada de energia espontânea.
A variação de entropia tem um valor numérico que pode ser determinado matematicamente.
ΔStotal 
Stotal  = Ssistema  + Svizinhanças 
Stotal 
Ssistema 
Svizinhanças 
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 27/46
Vamos entender esses cálculos?
De�nição termodinâmica de entropia
A variação de entropia de um processo ou de um sistema que sofre uma transformação, é igual à energia transferida reversivelmente
como calor ( ), dividida pela temperatura ( ) na qual a transferência ocorre.
Assim, a variação de entropia do sistema é dada por:
Entretanto, se considerarmos que as vizinhanças trocam energia com o sistema, a sua variação de entropia será dada por:
Onde:
 = variação de entropia do sistema;
 = variação de entropia da vizinhança;
 = calor trocado de forma reversível.
O termo “reversível” tem aparecido com frequência neste módulo. Mas você entendeu o significado desse termo? Veja a seguir:
Qual o significado do termo reversível?
Resposta
A transferência reversível de calor é aquela que se restringe a dois corpos com a mesma temperatura e que ocorre de modo suave e cuidadoso
(ATKINS; DE PAULA, 2018).
A entropia total envolvida na transformação deve levar em conta a sua variação no sistema e na vizinhança:
Em processos reversíveis, não se pode determinar o sentido da transformação espontânea. Assim, temos:
A segunda lei da termodinâmica prevê a impossibilidade de conversão total de energia de uma fonte de calor para trabalho.
(ΔS)
qrey T
ΔSsist 
ΔSviz. 
Qrev 
ΔStotal  = ΔSsistema  + ΔSvizinhança 
ΔStotal  = 0 ⇒ ΔSsistema  = −ΔSvizinhança 
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 28/46
Processo impossível de acordo com a segunda lei.
O fluxo de energia na forma de trabalho, a partir de uma fonte de calor, ocorre de acordo com o demonstrado na figura a seguir. Uma fonte
quente fornece energia capaz de sustentar o trabalho. Entretanto, não é possível a conversão total de calor para trabalho.O calor não utilizado
como trabalho flui para um sorvedouro (fonte fria).
Nesse processo, a redução de energia da fonte quente leva a uma diminuição da entropia dessa fonte. A energia que entra na fonte fria leva a um
aumento de entropia dessa fonte. A energia aproveitada como trabalho é a diferença entre a quantidade de energia da fonte quente e a
quantidade de energia da fonte fria. Veja a seguir uma ilustração desse processo:
Processo previsto de acordo com a segunda lei da termodinâmica.
Cálculos para determinar a variação de entropia
Sempre que há uma transformação, seja ela física ou química, haverá uma variação de entropia relacionada. Veremos a seguir os cálculos para
se determinar a variação de entropia envolvida em alguns processos.
Variação de entropia de uma transição de fase na temperatura de transição
Como há modificação no grau de ordem molecular, quando uma substância sofre uma transição de fase, deve-se esperar que essa transição seja
acompanhada por uma variação de entropia.
O valor dessa variação de entropia pode ser calculado como:
Sendo:
• = variação de entropia de transição em ;
• = variação de entalpia de transição em ;
• = temperatura de transição em .
Estados mais desordenados da matéria possuem maior entropia, enquanto os estados mais ordenados apresentam entropia menor. Veja na
imagem a seguir que o vapor tem mais entropia que o líquido, enquanto o sólido apresenta menos entropia que os demais estados da matéria.
ΔStrans  = n
ΔHtrans 
Ttrans 
ΔStrans  J. mol
−1 K−1
ΔHtrans  J. mol
−1
Ttrans  K
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 29/46
Entropia e o estado físico da matéria.
As mudanças de estado refletem um aumento da entropia quando a matéria passa de um estado mais ordenado para um mais desordenado.
Veja a seguir alguns exemplos da relação da entropia e as mudanças de estado:
Exemplos
Fusão e vaporização
São processos endotérmicos, que apresentam variação de entalpia ( ) positiva. Consequentemente, a variação de entropia ( ) também
terá um valor positivo.
Para a vaporização de um mol de água temos:
Variação de entalpia de vaporização da água = .
Temperatura de vaporização (a 1 atm) = 373,15K.
Para a fusão de um mol de água temos:
Variação de entalpia de fusão = .
Temperatura de fusão (a 1 atm) = 273,15K.
Solidi�cação e condensação
São processos exotérmicos, que apresentam variação de entalpia negativa. Consequentemente, a variação de entropia também terá um valor
ΔH ΔS
ΔHvaporização  = 40, 656 kJ. mol
−1
ΔHfusão  = 6, 008 kJ. mol
−1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 30/46
negativo.
Tomando como exemplo a água, os processos de condensação e de solidificação são transformações inversas à vaporização e fusão,
respectivamente.
Para a condensação de um mol de água temos:
Variação de entalpia de condensação da água = .
Temperatura de condensação (a 1 atm) = 373,15K.
Para a solidificação de um mol de água temos:
Variação de entalpia de solidificação = .
Temperatura de solidificação (a 1 atm) = 273,15K.
Dica
Note que, em geral, o valor de é dado em quilojoule, porém, para uso na fórmula, essa unidade deve ser convertida para joule, ou seja,
multiplicada por 1000.
Veja a seguir um exemplo de cálculo da variação de entropia para a vaporização.
Exemplo
Questão 1
Qual a variação de entropia para a vaporização de 50 moles de benzeno na sua temperatura de ebulição de 353,2 Kelvin (sistema em pressão
constante de 1 atm). Considere que cada mol de benzeno possui a variação de entalpia de vaporização de 30,8kJ.mol-1.
ΔHcondensação  = −40, 656 kJ. mol
−1
ΔHsolidificação  = −6, 008 kJ. mol
−1
ΔHtrans 
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 31/46
Variação de entropia de expansão isotérmica de um gás perfeito
A variação de entropia está associada com a variação de volume do gás. Na expansão, há um maior espalhamento da matéria, ou seja, das
moléculas de gás. Esse fato acarreta um aumento da entropia, dada por:
Sendo:
• = número de do gás;
• = constante do gás ideal = ;
• = volume final do gás;
• = volume inicial do gás.
Veja a seguir um exemplo de cálculo da variação de entropia para a expansão isotérmica.
Exemplo
Questão 1
Qual a variação de entropia para a expansão isotérmica de 20 moles de hidrogênio de um volume inicial de 400 litros para um volume final de
2000 litros?
Variação de entropia de uma substância de acordo com a mudança da temperatura sob condições de pressão constante do
sistema
Um aumento de temperatura leva a um aumento de agitação dos átomos que formam a matéria. Esse aumento de agitação representa uma
elevação do grau de desordem da substância, ocorrendo um aumento da entropia. Inversamente, o resfriamento leva a uma redução da entropia.
A variação de entropia com a temperatura é dada por:
Resolução 
ΔStrans  = n
ΔHtrans 
Ttrans 
ΔSvaporização  = 50 mol ×
30800 J. mol−1
353, 2 K
ΔSvaporização  = +4360, 13 J. mol
−1 K−1
ΔS = nR ln( Vf
Vi
)
n moles
R 8, 314 J/mol. K
Vf
Vi
Resolução 
ΔS = nR ln(
Vf
Vi
) = 20 moles. 8, 314 J ⋅ mol−1 ⋅ K−1 ln( 2000L
400L
)
ΔS = +267, 6J ⋅ K−1
ΔS = nCp,m ln(
Tf
Ti
)
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 32/46
Sendo:
 = número de da substância;
 = capacidade calorífica média da substância a pressão constante;
 = temperatura final do sistema em Kelvin;
 = temperatura inicial do sistema em Kelvin;
A conversão entre graus Celsius e graus Kelvin é dada por: Temperatura Kelvin = Temperatura Celsius .
Veja a seguir um exemplo de cálculo da variação de entropia no aquecimento.
Exemplo
Questão 1
Calcule a variação de entropia no aquecimento de 5 moles de alumínio com temperatura inicial ( ) de 40°C até a temperatura final ( ) de
300°C, considerando o do alumínio de .
As temperaturas em Kelvin são as seguintes: Ti = 313,15K e Tf= 573,15K.
Variação de entropia padrão de uma transformação, 
Representa a variação de entropia que ocorre quando uma reação química se processa. Consiste na diferença entre as entropias molares dos
produtos puros (estado final do sistema) e as entropias molares dos reagentes (estado inicial do sistema). As substâncias envolvidas na
transformação são consideradas em seus respectivos estados padrões, na temperatura reacional considerada. Os dados para o estado padrão
das substâncias normalmente estão tabelados na temperatura de , ou 
Sendo:
• = entropias molares das substâncias (tabeladas);
• = coeficiente estequiométrico.
Veja a seguir um exemplo de cálculo da variação da entropia reacional.
Exemplo
n moles
Cp,m
Tf
Ti
+273, 15
Ti Tf
Cp,m 20, 67 J. mol
−1 ⋅ K−1
Resolução 
ΔS = nCp,m ln(
Tf
Ti
)
ΔS = 5 moles  × 20, 67 J. mol−1 ⋅ K−1 × ln( 573, 15 K
313, 15 K
)
ΔS = +62, 47 J. mol−1 ⋅ K−1
ΔS 0r
25°C 273, 15K.
ΔS 0r = ∑
prod 
vS 0m −∑
reag 
νS 0m
S0m
V
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 33/46
Questão 1
Qual a variação da entropia reacional para a formação de de acordo com a reação: , a 25°C.
Dados:
A segunda lei da termodinâmica e suas aplicações práticas
O especialista Bruno Di Lello vai resolver alguns exercícios referentes à segunda lei da termodinâmica que envolvam situações cotidianas.
Vamos lá!
A terceira lei da termodinâmica
A segunda lei da termodinâmica introduz uma função denominada entropia que, em termos gerais, representa uma medida do grau de desordem
de um sistema, tanto do ponto de vista energético, como de espalhamento da matéria. Dentro dessa concepção, se houvesse um sistema
totalmente ordenado em seus átomos e com ausência de qualquer energia que levasse à vibração da matéria, seria de se esperar que a entropia
nesse sistema fosse zero.
A terceira lei da termodinâmicaestabelece as condições dentro das quais se espera a ausência de entropia. Para isso, devemos considerar um
sistema totalmente ordenado e na temperatura de zero Kelvin. Nessa temperatura, toda vibração das partículas deixa de existir. O sistema
simplesmente não possui energia se estiver nessa temperatura.
Assim, a terceira lei da termodinâmica pode ser expressa como:
Na temperatura de zero de Kelvin, toda energia do movimento térmico foi extinta e, em um cristal perfeito, todos os
átomos ou íons estão uniformes e regularmente organizados. A ausência de desordem espacial e de desordem de
movimento sugere que, a zero Kelvin, a entropia das substâncias cristalinas perfeitas seja zero.
H2O(l) H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(l)
S0mH2( g) = 130, 7 J/mol. K
S0mO2( g) = 205 J/mol. K
S0mH2O(l) = 69, 9 J/mol. K
Resolução 
ΔS0r = S
0
mH2O(l) − [S
0
mH2(g) + 1/2 S
0
mO2(g)]
ΔS0r = 69, 9 − [130, 7 + 1/2 × 205] = −163, 3 J/mol. K

12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 34/46
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A primeira lei da termodinâmica indica a impossibilidade de criar ou destruir energia, enquanto a segunda lei cobre aspectos relacionados à
transformação da matéria e que não são abordados pelo princípio da conservação da energia. Assinale a alternativa que indica corretamente
o principal aspecto abordado pela segunda lei da termodinâmica:
A A segunda lei permite o cálculo da entalpia reacional.
B
A segunda lei permite determinar o sentido de uma transformação espontânea, pela análise da variação de entropia do
sistema.
A segunda lei permite determinar o sentido de uma transformação espontânea, pela análise da variação de entropia da
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 35/46
Parabéns! A alternativa D está correta.
A segunda lei trata de uma função termodinâmica denominada entropia, que é um indicativo do grau de desordem de energia e matéria em
um sistema e em suas vizinhanças. De forma prática, a análise da variação da entropia total, isto é, da variação de entropia do sistema
juntamente com a variação de entropia da vizinhança, estabelece o sentido de uma transformação espontânea. As transformações
espontâneas ocorrem quando .
C
vizinhança.
D
A segunda lei permite determinar o sentido de uma transformação espontânea, pela análise da variação de entropia total, que
inclui o sistema e a vizinhança.
E
A segunda lei permite determinar o sentido de uma transformação espontânea, pela análise da variação da energia interna de
um sistema.
ΔStotal  ≥ 0
Questão 2
Um sistema consiste em um cubo de gelo de 100 gramas colocado em um copo com água a uma temperatura um pouco acima de zero
Celsius ( ). Para fins de cálculos, podemos admitir que a temperatura é de . Ao se fundir totalmente, houve a admissão de 
 de calor a partir da vizinhança. Assinale a alternativa que representa a variação de entropia do sistema.
Parabéns! A alternativa E está correta.
A variação de entropia de um sistema é definida termodinamicamente como o calor admitido ou liberado por ele, dividido por sua
temperatura. Nesse caso, houve a admissão de 33000J de calor. Considerando que a temperatura do sistema ao longo da fusão do gelo era
de 273,15K, temos que:
 
273, 15K 273, 15K
33kJ
A -33000 J.K-1
B +33000 J.K-1
C +273,15 J.K-1
D -120,81 J.K-1
E +120,81 J.K-1
ΔS = Qrev
T
→ ΔS = +33000 J273,15 K = +120, 81 J.K
−1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 36/46
4 - Análise da energia livre de Gibbs
Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car a espontaneidade das reações químicas por meio da análise da energia
livre de Gibbs.
Energia livre de Gibbs
A segunda lei da termodinâmica estabelece um critério para avaliação da espontaneidade de um processo que é a entropia total envolvida em
uma transformação. Vimos que, quando , temos um processo espontâneo, ou seja, favorável no sentido direto da reação.
Embora bastante útil para prever o sentido de um processo, uma dificuldade da aplicação da segunda lei da termodinâmica é obter uma análise
completa da variação de entropia do sistema e das vizinhanças para se determinar a variação de entropia total.
Comentário
Essa análise geral é bastante complexa, pois não envolve somente o que ocorre no sistema. Para tornar a análise da espontaneidade de uma
transformação, um caminho mais prático é a análise somente de parâmetros do sistema, sem que a vizinhança esteja envolvida.
Tendo esse comentário em mente, perceba que as funções termodinâmicas de sistema permitem a análise somente do que ocorre no sistema
em transformação, otimizando a determinação do critério da espontaneidade. A principal função termodinâmica de sistema é a variação de
energia livre de Gibbs, .
As funções termodinâmicas de sistema
Existem duas funções termodinâmicas de sistema que possibilitam a avaliação da espontaneidade de um processo. Essas duas funções são
denominadas de energia livre de Helmholtz ( ) e a energia livre de Gibbs ( ). Veja a seguir a definição dessas funções:
Helmholtz
A energia livre de Helmholtz é aplicada a sistemas que sofrem transformações sob a condição de volume constante.
Gibbs
ΔStotal  ≥ 0
ΔG
A G
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 37/46
A energia livre de Gibbs se aplica a transformações sob condições de pressão constante.
A energia livre de Gibbs é a função termodinâmica de sistema mais importante, tendo em vista que a maioria dos processos ocorre sob condição
de pressão constante.
As funções termodinâmicas de sistema, e , podem ser expressas por:
Energia livre de Helmholtz: 
Energia livre de Gibbs: 
Em que:
• Energia interna do sistema;
• Temperatura;
• Entropia;
• Entalpia.
Se o sistema passa por uma transformação finita, de um estado inicial até o estado final, temos dois tipos de variação. Veja a seguir:
Variação da energia livre de Helmholtz (sob condição de volume constante):
Variação da energia livre de Gibbs (sob condição de pressão constante):
Em virtude de sua importância, vamos nos deter na análise da variação da energia livre de Gibbs para a avaliação da espontaneidade de um
processo.
A energia livre de Gibbs e a espontaneidade das transformações
Existem alguns critérios que permitem avaliar se determinada transformação é espontânea. Considerando a energia livre de Gibbs, temos que um
sistema sofrerá uma transformação espontânea de estado sob temperatura e pressão constantes se:
Portanto, é importante ter atenção as seguintes informações:
Atenção!
A transformação direta é espontânea se corresponder a uma diminuição na energia de Gibbs, isto é, . Quando o sistema se encontra
em equilíbrio, quando nem o processo direto, nem o inverso têm tendência de ocorrer, temos .
Ficou confuso? Vamos ver um exemplo para te ajudar a entender melhor.
A G
A = U − T ⋅ S
G = H − T ⋅ S
U =
T =
S =
H =
ΔA = ΔU − T ⋅ ΔS
ΔG = ΔH − T ⋅ ΔS
ΔGT ,p ≤ 0
ΔGT,p < 0
ΔGT,p = 0
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 38/46
Exemplo
A glicose ( ) pode ser oxidada a dióxido de carbono e água, a 25°C, de acordo com a equação:
As medidas calorimétricas tabeladas, no estado padrão, são: 
Questão 1
Qual a variação da energia livre de Helmholtz?
Questão 2
Qual a variação da energia livre de Gibbs?
Como , o valor de energia livre de Gibbs é:
Nesses exemplos, temos todos os dados tabelados no estado padrão. Assim, os valores das energias livres de Helmholtz e de Gibbs também
estão no estado padrão a 25°C. Observe que os valores da variação da energia interna ( ) e da variação de entalpia ( ) são iguais,
levando a valores iguais para e para .
A igualdade das energias livres de Helmholtz e de Gibbs somenteocorrerá quando a variação de energia interna e da variação de entalpia forem
iguais à mesma temperatura. Para o exemplo, os valores negativos tanto para quanto para indicam uma espontaneidade do processo
de combustão da glicose.
Energia livre de Gibbs padrão de reação
Dados termodinâmicos nas condições padrão levarão ao cálculo da energia livre de Gibbs padrão de uma reação. A partir de agora, veremos
diferentes formas para se calcular esse parâmetro. Vamos lá!
A partir da variação de entalpia e da variação de entropia padrão de uma reação
A combinação da variação de entalpia padrão ( ) e da variação de entropia padrão ( ), em dada temperatura T, resulta na energia livre
de Gibbs da reação ( ), de acordo com a fórmula:
C6H12O6
C6H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(l)
ΔU or = ΔH
o
r = −2808kJ ⋅ mol
−1
ΔS or = +182, 4J ⋅ mol
−1 ⋅ K−1, a 25∘C
Resolução 
 Como T = 25∘C = 298, 15 K,  o valor de energia livre de Helmholtz é: 
ΔAor = ΔU
o
r − T ⋅ ΔS
∘
r = −2808000 J. mol
−1 − (298, 15 K ⋅ 182, 4 ⋅ J. mol−1 ⋅ K−1)
ΔAor = −2862383 J. mol
−1
Resolução 
T = 25∘C = 298, 15K
ΔGor = ΔH − T × ΔS
o
r
= −2808000 J. mol−1 − (298, 15 K × 182, 4 J. mol−1 ⋅ K−1)
ΔGor = −2862383 J. mol
−1
ΔUor ΔH
o
r
ΔAOr ΔG
o
r
ΔAOr ΔG
o
r
ΔHor ΔS
O
r
ΔGor
ΔGor = ΔH
o
r − TΔS
o
r
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 39/46
Vejamos um exemplo de cálculo da reação indicando se a reação é espontânea ou não. Vamos lá!
Exemplo
Questão 1
Uma reação biológica apresenta uma variação de entalpia padrão de -200kJ.mol-1 e uma variação de entropia de + 100J.mol-1K-1, em uma
temperatura de 37°C. Calcule, para essa reação, qual a variação da energia livre de Gibbs padrão, indicando se a reação é espontânea ou não.
Utilizando a relação da variação da energia livre de Gibbs padrão com a variação de entalpia e a variação de entropia, ambas no estado
padrão:
Teremos, com os dados fornecidos:
O valor mostra uma variação de energia livre de Gibbs negativa, indicando que o processo é favorável.
Agora, veremos mais outra forma para se calcular a energia livre de Gibbs padrão de uma reação. Vamos lá!
A partir da energia livre padrão de formação dos participantes da reação
A combinação das energias livres padrão de formação dos reagentes e produtos envolvidos em um processo permite calcular a energia livre
padrão da reação a partir da seguinte fórmula:
A tabela a seguir mostra as energias livres de Gibbs padrão de formação a para algumas substâncias:
Espécies
Benzeno, C6H6(l) +124,3
Dióxido de carbono, CO2(g) -394,4
Monóxido de carbono, CO(g) -137,2
Água, H2O(l) -237,1
Oxigênio, O2(g) 0
Resolução 
ΔGor = ΔH
o
r − TΔS
o
r
ΔGor = −200000 J ⋅ mol
−1 − 310, 15 K × 100 J. mol−1 ⋅ K−1
ΔGor = −231015 J ⋅ mol
−1
ΔGor = ∑
Produtos 
vΔGof − ∑
Reagentes 
vΔGof
298K
ΔGo
f
/kJ.mol−1
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 40/46
Espécies
Diamante, C(s) +2,9
Grafite, C(s) 0
Tabela: Energias livres de Gibbs padrão. 
Elaborada por: Bruno Di Lello.
Observe que, para substâncias simples e para átomos, temos por definição .
Agora vamos ver um exemplo do cálculo da variação da energia de Gibbs padrão de uma reação.
Exemplo
Questão 1
Qual a variação da energia de Gibbs padrão da reação
 ?
A partir dos dados de dos participantes, utilizaremos:
Assim:
Relação entre a energia livre de Gibbs padrão e a constante de equilíbrio de
uma reação ( )
A constante de equilíbrio de uma reação mostra a relação matemática entre as concentrações de produtos e reagentes quando a reação se
encontra em equilíbrio dinâmico, em dado valor de temperatura. As concentrações das espécies, no equilíbrio químico, são invariáveis.
A constante de equilíbrio para uma reação genérica do tipo:
Pode ser descrita por meio das “Concentrações das espécies no equilíbrio”. Veja:
ΔGo
f
/kJ.mol−1
ΔGof = 0
CO2(g) +
1
2 O2(g) → CO2(g) a 25
∘C
Resolução 
ΔG∘f
ΔGor = ∑Produtos  νΔG
o
f
− ∑Re agentes  νΔG
o
f
ΔGor = ΔG
o
f (CO2, g) − [ΔG
o
f(CO, g) +
1
2
ΔGof (O2, g)]
ΔGor = −394, 4 − [−137, 2 +
1
2
(0)]
ΔGor = −257, 2 kJ. mol
−1
K
aA + bB ⇌ cC + dD
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 41/46
Sendo:
• [C], [D] = concentrações molares dos produtos no equilíbrio;
• [A], [B] = concentrações molares dos reagentes no equilíbrio;
• c, d, a, b = coeficientes estequiométricos dos participantes da reação.
Atenção!
Quando os participantes da reação são sólidos ou líquidos puros, o valor de sua concentração no equilíbrio fica reduzido ao número “um”.
Quando os reagentes são gases, o valor de sua concentração é a pressão parcial do gás em bar.
Veja alguns exemplos de constantes de equilíbrio:
Reação de ionização do ácido acético:
Essas constantes assumem valores numéricos adimensionais. Para a ionização do ácido acético, temos, a C:
A energia livre de Gibbs padrão de uma reação está relacionada com a constante de equilíbrio, K, a partir da relação matemática:
Sendo:
• R = constante do gás ideal = 8,314 J.mol-1K-1;
• T = temperatura em Kelvin;
• K = constante de equilíbrio da reação.
K = ( [C]
c[D]d
[A]a[B]b
)
Ag2CO3(s) ⇌ Ag2O(s) + CO2(g) K =
pCO2 ⋅ 1
1
N2O4(g) ⇌ 2 NO2(g) K =
pNO22
pN2O4
C2H5COOH + H2O ⇌ C2H5COO
−
(aq) + H3O
+
(aq)   K =
[C2H5COO
−] ⋅ [H3O+]
[C2H5COOH]
25°
K =
[C2H5COO
−] × [H3O+]
[C2H5COOH]
= 1, 8 × 10−5
ΔGor = −RT lnK
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 42/46
Matematicamente, os valores da constante de equilíbrio se relacionam com o valor da energia livre de Gibbs padrão e com as quantidades
relativas de produtos e reagentes quando o equilíbrio químico é alcançado. Veja a tabela a seguir:
Valor de K Relação entre produtos e reagentes no equilíbrio Valor para Espontaneidade
K < 1 Prevalência de reagentes no equilíbrio Positivo (+) Reação direta não é espontânea
K > 1 Prevalência de produtos no equilíbrio Negativo (-) Reação direta é espontânea
Tabela: Valores da constante de equilíbrio / Espontaneidade. 
Elaborada por: Bruno Di Lello.
Como exemplo, para a reação de ionização do ácido acético, a 25°C (298,15K) , na qual temos um valor de K < 1 ( K=1,8 × 10-5) , teremos o
seguinte valor para :
Observe que essa reação apresenta variação de energia livre de Gibbs positiva, indicando que não é uma reação espontânea ou favorável no
sentido da ionização do ácido. Esse valor de energia livre de Gibbs está de acordo com o fato de o ácido acético se tratar de um ácido fraco, com
pouca ionização de suas moléculas quando em solução aquosa.
Relação entre a energia livre de Gibbs e a energia livre de Gibbs padrão
A energia livre de Gibbs ( ) e a energia livre de Gibbs padrão ( ) diferem pelo fato de a primeira ser aplicada em um estado ou situação
qualquer do sistema, enquanto a segunda é aplicada a um sistema no estado padrão.
Existe uma relação matemática entre ambas, dada por:
ou
Nesse caso, a relação:
Representa as concentrações das espécies, fora do equilíbrio químico, elevadas aos seus coeficientes estequiométricos, também conhecida
como condição imposta ao sistema ou “ ”.
Veja um exemplo de aplicação do cálculo de ΔG a partir de ( ).
ΔG0
ΔGor
ΔGor = −8, 314 J. mol
−1 K−1 × 298, 15 K × ln (1, 8 × 10−5) = +27081 J. mol−1
ΔG ΔG0
ΔG − ΔGo = RT ln [
[C]c
∗
[D]d∗
[A]a∗[B]b∗
] = RT lnJ
ΔG = ΔGo + RT lnJ
[
[C]c[D]d
[A]a[B]b
]
J
ΔG0
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 43/46
Exemplo
Questão 1
A energia livre de Gibbs padrão para a ionização do ácido acético a 25°C, conforme já vimos, tem o valor de = +27081 J.mol-1, relacionada a
K = 1,8 × 10-5. Alterando-se as concentrações das espécies, obtém-se um valor de “J” de 2 × 10-6. Nessa condição imposta, foi adicionado ao
sistema um número maiorde moléculas de ácido acético não ionizado. Calcule ΔG, considerando que não houve alteração na temperatura do
sistema.
Aplicando-se a relação matemática , teremos:
Observe que na nova condição do sistema, imposta e fora do equilíbrio, o valor da variação da energia livre de Gibbs passou a ser negativo.
Nessa nova condição, o sistema aumentará a ionização do excesso de ácido acético (quantidade adicionada), como forma de retornar à
condição de equilíbrio. Esse fato resulta em uma espontaneidade de conversão, conforme indica o valor negativo de ΔG.
Quiz - Energia Livre de Gibbs
Neste vídeo, você fará um quiz de questões relacionadas ao tema, incluindo questões de concurso, e o especialista Bruno Di Lello mostrará a
resolução. Vamos lá!
ΔGor
Resolução 
ΔG = ΔGo + RT lnJ
ΔG = +27081 J. mol−1 + 8, 314 J. mol−1 K−1 × 298, 15 K × ln (2 × 10−6)
ΔG = −5447 J. mol−1

12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 44/46
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
A espontaneidade ou o sentido de uma transformação espontânea pode ser determinada pela análise da segunda lei da termodinâmica e da
função de estado entropia. Além da segunda lei, a energia livre de Gibbs permite determinar o sentido da transformação espontânea por
meio de uma análise mais direta dos dados termodinâmicos envolvidos no processo. Assinale a alternativa correta a respeito da energia
livre de Gibbs.
A
A energia livre de Gibbs é vantajosa em virtude de envolver a análise simultânea do sistema, de suas vizinhanças e de suas
fronteiras.
B
A energia livre de Gibbs, aplicada ao sistema em transformação, quando apresenta um valor negativo em sua variação, indica
a espontaneidade do processo direto. Para variações iguais a zero, há o indicativo de equilíbrio.
C
A energia livre de Gibbs, aplicada às fronteiras do sistema em transformação, quando apresenta um valor positivo em sua
variação, indica a espontaneidade do processo direto. Para variações iguais a zero, há o indicativo de equilíbrio.
D
A energia livre de Gibbs, aplicada às vizinhanças do sistema em transformação, quando apresenta um valor positivo em sua
variação, indica a espontaneidade do processo direto. Para variações iguais a zero, há o indicativo de equilíbrio.
E
A energia livre de Gibbs, aplicada às fronteiras do sistema em transformação, quando apresenta um valor negativo em sua
variação, indica a espontaneidade do processo direto. Para variações iguais a zero, há o indicativo de equilíbrio.
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 45/46
Considerações �nais
A termodinâmica nos fornece ferramentas para a análise dos fluxos de energia envolvidos nos processos de transformação da matéria.
Verificamos que a energia, definida como “a capacidade de produzir trabalho” pode ser transferida como calor, ou como trabalho. O calor é uma
forma de transferir energia associada com a diferença de temperaturas entre dois sistemas ou entre sistemas e vizinhanças, enquanto o trabalho
Parabéns! A alternativa B está correta.
A energia livre de Gibbs é classificada como uma função de sistema. A variação da energia livre de Gibbs pode ser aplicada somente ao
sistema em transformação para verificar a espontaneidade de um processo. O processo será espontâneo para variações negativas ou com
valor igual a zero. Para variações iguais a zero, embora espontâneas, não se pode determinar o sentido da transformação, configurando que
o equilíbrio foi alcançado.
Questão 2
Uma reação biológica apresenta variação de entalpia padrão de -500J.mol-1 a uma temperatura de 300K (cerca de 27°C). Essa reação
implica em uma variação de entropia padrão de +20J.mol-1 K-1. Assinale a alternativa que corresponde ao valor da variação de energia de
Gibbs padrão e ao indicativo de espontaneidade.
Parabéns! A alternativa E está correta.
Uma das formas para o cálculo de variação de energia livre de Gibbs padrão é utilizar a variação de entalpia padrão, a temperatura da
transformação e a variação de entropia padrão na transformação:
Substituindo os valores fornecidos no problema, temos:
 = -500J.mol-1 - (300K × 20J. mol-1 K-1) = -6500J.mol-1.
O valor negativo de indica que o processo é espontâneo.
A = +5500J.mol-1; reação não espontânea.ΔGor
B = -5500J.mol-1; reação espontânea.ΔGor
C = +5500J.mol-1; reação espontânea.ΔGor
D = +6500J.mol-1; reação não espontânea.ΔGor
E = -6500J.mol-1; reação espontânea.ΔGor
ΔGor = ΔH
o
r − TΔS
o
r
ΔGor
ΔGor
12/10/2022 16:11 Termodinâmica
https://estudante.estacio.br/disciplinas/estacio_7215428/temas/2/conteudos/1 46/46
forma de transferir energia associada com a diferença de temperaturas entre dois sistemas ou entre sistemas e vizinhanças, enquanto o trabalho
está associado ao uso da energia de forma ordenada.
A primeira lei da termodinâmica mostra que a energia se conserva e que pode ser transferida como calor e trabalho, enquanto a segunda lei
introduz a função termodinâmica entropia ( ) associada à espontaneidade dos processos. Vimos que, quando a entropia total aumenta, temos
um processo espontâneo e, quando há valor zero, temos um processo em equilíbrio.
Embora bastante útil, a segunda lei requer uma análise completa do sistema e da vizinhança para estabelecer a espontaneidade de uma
transformação. Por outro lado, a função termodinâmica de sistema denominada energia livre de Gibbs ( ) permite que apenas com a análise de
sua variação no sistema ( ) possamos indicar se um processo é espontâneo ou se o sistema está em equilíbrio. Processos que ocorrem
espontaneamente, a partir de um estado inicial, apresentam . Para sistemas em equilíbrio, temos .
Podcast
O especialista Bruno Di Lello fará um resumo com os principais pontos abordados no tema.
Referências
ATKINS, P.; DE PAULA, J. Físico-Química – Fundamentos. 6. ed. Rio de Janeiro: Gen-LTC, 2018.
Explore +
Assista ao documentário A história da Energia (2012) disponível no YouTube com legenda em português. O vídeo tem uma hora de duração.
S
G
ΔG
ΔG < 0 ΔG = 0
