Relatorio pratica - FENOMENOS TERMOQUIMICOS (1)

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RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS 
ENSINO DIGITAL 
	
RELATÓRIO 
	
	
	DATA:
______/______/______
RELATÓRIO DE PRÁTICA 
IVANILDO FERREIRA SOARES, 04107640 
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS: FENÔMENOS TERMOQUÍMICOS
DADOS DO(A) ALUNO(A):
	NOME: IVANILDO FERREIRA SOARES
	MATRÍCULA:04107640
	CURSO:
	POLO: MACAPA 
	PROFESSOR (A) ORIENTADOR (A): IURY SOUSA E SILVA
TUTOR ALFREDO JOÃO DOS SANTOS NETO
INTRODUÇÃO 
De acordo com TIPLER e MOSCA (2009), a termodinâmica se constituem em uma das bases mais importantes das engenharias, principalmente quando se estuda os materiais. Ou seja, diversos processos de produção e fabricação englobam a troca de energias como o calor. Então, podemos dizer que a "disciplina" termodinâmica tem como fundamento primordial o estudo dos fenômenos que envolvem a temperatura, pressão e calor, analisando e investigando as propriedades das matérias em diversas condições especificas.
Como a termodinâmica estuda variações em termos macroscópicas e microscópicas, inclusive mudancas de temperaturas e também de pressão de um determinado conjunto de materiais particulados, significa que esses estudos envolvem por exemplo, alterações de estados físicos da matéria em relação ao seu estado solido para liquido ou liquido para gasoso como. (TIPLER e MOSCA, 2009).
Diante disso, o presente trabalho (relatório de prática) tem como objetivo geral criar um determinado estudo e diálogo em relação as atividades práticas desenvolvidas com a disciplina Fenômenos da Termodinâmica. Além disso, veremos alguns processos térmico do ar e a aplicação da primeira lei da termodinâmica em um processo isobárico (se é considerado aberto ou fechado), a influência da temperatura em diferentes processos e o que ocorre em um processo de eletrólise.
RELATÓRIO:
ATIVIDADE PRÁTICA 1: PROCESSO TÉRMICO DO AR 
O que acontece quando colocamos a garrafa no recipiente com água quente e esperamos um certo tempo? ´
R-Quando colocamos a garrafa PET com bola (bexiga) fixada na sua entrada e a imergimos em um recipiente com água quente, durante um certo tempo, ocorre a insuflação da bola pelo gás dentro da garrafa. O calor aumenta a temperatura do gás e este se expande.
O que acontece quando colocamos a garrafa no recipiente frio depois de ser retirado do recipiente quente e esperamos um certo tempo? 
R - Quando colocamos a garrafa PET com bola fixada na sua entrada e a imergimos em um recipiente com água fria, logo após retirar do recipiente com água quente, o ocorre o efeito ao contrário, ou seja, a bola (bexiga) desinfla, justamente porque há uma redução de temperatura porque o grau de agitação das moléculas presente no gás diminui.
Em qual dos processos está sendo adicionado calor? Em qual dos processos está sendo retirado calor? Por que? 
R- O sistema desse experimento é considerado fechado, ou seja, na termodinâmica, um sistema fechado é um sistema "finalizado" pela fronteira permitindo trocas apenas de energia, mas não de matéria, entre o sistema e sua vizinhança. Nesse caso, é desse experimento com a garrafa PET, onde ocorreu apenas a troca de energia e não de matéria.Quando colocamos a garrafa PET na água quente o sistema que está sendo inserido calor é o da garrafa PET e quando colocamos a garrafa na água fria. também é o da garrafa PET, porque a tendência é que as temperaturas se igualem, ou seja, que ocorra o equilibro da temperatura entre o ar contido na garrafa e na água do recipiente.
O processo desenvolvido no experimento é classificado como isotérmico, isobárico, isovolumétrico, isoentrópico ou isoentálpico? Por que?
R- O desenvolvido no experimento é classificado como isobárico porque a pressão dentro do sistema permanece constante, no sistema fechado, não corre troca de matérias, mas apenas trocas de energia entre o sistema e sua respectiva vizinhanca. Essa transformacão também recebe o nome de Lei de Charles e Gay-Lussac.
ATIVIDADE PRÁTICA 2: APLICAÇÃO DA 1ª LEI DA TERMODINÂMICA EM UM PROCESSO ISOBÁRICO
O sistema em análise é considerado aberto ou fechado? 
R - O sistema em análise é considerado fechado, ou seja, a massa dentro é conservada dentro dos limites do sistema, porém, ocorre a troca de energia como luz e calor. Nesse caso, quando a garrafa foi fechada o vapor d'água se tonou isolado com uma temperatura maior que a temperatura do ar atmosférico e com isso o grau de agitação das moléculas é grande necessitando de um volume maior.
O que aconteceu com a temperatura interna antes e depois de ter adicionado a garrafa em um recipiente com água fria? 
R - A temperatura é constante. A temperatura antes, ou seja, com vapor de água aquecido anteriormente é alta, porém quando a garrafa foi adicionada em um recipiente com água fria ocorreu troca de calor. O vapor interno acabou esfriando e diminuindo a temperatura e pressão interna. Nesse caso, com a diminuição da pressão interna, ocorreu a "implosão" da garrafa PET porque a pressão externa se tornou maior e acabou atuando na garrafa PET comprimindo-a pela diferença de pressão.
O que aconteceu com o volume da garrafa antes e depois de ter adicionado em um recipiente com água fria?
R- Depois de ter adicionado (antes e depois a garrafa em um recipiente, o volume diminui porque temos realização de um determinado trabalho.
O que aconteceu com o volume da garrafa antes e depois de ter adicionado em um recipiente com água fria? 
R - Depois de ter adicionado (antes e depois) a garrafa em um recipiente, o volume diminui porque temos realização de um determinado trabalho.
Por que o processo que aconteceu pode ser considerado isobárico? 
R - O processo é isobárico porque ocorreu uma mudança no estado da matéria, aonde a pressão ficou constante, alterando apenas as suas variáveis de estado. Sendo assim, o calor foi transferido para o sistema e o trabalho foi realizado com alteração da energia interna do sistema. Análise da Energia do Sistema
Calor foi adicionado ou retirado do sistema? 
R- O calor foi adicionado no sistema.
O que aconteceu com a energia interna do sistema? 
R - A energia interna do sistema sempre se manteve constante.
Houve trabalho no sistema? 
R - Em relação ao trabalho, podemos dizer que houve um pequeno trabalho realizado no sistema.
Demonstre através da fórmula AU=Q-W o que aconteceu no sistema: 
R - podemos demonstrar o que o correu no sistema através da fórmula da seguinte
maneira: AU=Q - T = AT = 0 = AU = 0.
Assumindo o vapor de água um gás ideal, o volume inicial ocupado pelo gás igual a 500 mL e uma temperatura de 100°C (temperatura de ebulicão da 'água), mantendo a pressão atmosférica a 1 atm, e a temperatura final do gás for a temperatura ambiente de onde você mora, qual o volume final ocupado pelo gás na garrafa? 
R - Observação: as unidades de temperatura devem estar em unidade absoluta, ou seja, em Kelvin: Quando na transformação, o gás mantém a pressão constante e modifica os valores do volume e da temperatura, então, o volume é diretamente proporcional à temperatura. Ou seja, para determinar o volume final ocupado pelo gás na garrafa temos o seguinte:
V1 - 500 V2 - 200
T1 - 100 T2 - 28
P1-1 P2 - 1
V1 /T1 = V2/T2 = 500/200 = V2/28 =› 200V2 = 20000 = V2 = 200ml
O valor obtido do volume final calculado está de acordo com o que aconteceu com o experimento? 
R - Sim. O volume final obtido e calculado está de acordo com o que aconteceu com o experimento. No experimento proposto, o volume também diminuiu igualmente ao volume final que foi obtido na questão anteriormente, justamente porque temos a realização de trabalho. Dessa forma conseguimos compreender os conceitos de calor, energia e trabalho, aplicando os conceitos da primeira lei da termodinâmica no sistema proposto e entender também sobre a influência de um processo isobárico nas variáveis de temperatura e volume.
ATIVIDADE PRÁTICA 3: INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA EM DIFERENTES PROCESSOS
O que você conclui sobre a influência de temperatura no processo do efervescente? E da área de contato? 
R - Foi observadoque a influência da temperatura e superfície de contato dos reagentes na velocidade da reação do comprimido de sonrisal na água quente foi muito mais rápida, ou seja, na água quente o comprimido dissolve mais rápido. Um dos componentes do comprimido foi o bicarbonato de sódio que é solúvel em água quente mais facilmente. Dessa forma, a temperatura influencia (afeta) de forma considerável a velocidade de dissolução do comprimido de sonrisal. Vale salientar também que, o aumento da temperatura da água aumenta o grau de agitação das moléculas da água e torna o processo muito mais fácil a dissolução do reagente na solução e que o comprimido, quando triturado (quebrado em partes) torna a reação muito mais veloz (rápida), justamente porque a área de contato (superfície) com a água é maior. Se a temperatura for menor, o tempo de dissolução é maior.
Apresente a taxa de consumo do efervescente por tempo (grama/tempo de consumo) nas três condições de temperatura e nas condições de triturado/não triturado na unidade de g/s. Exemplo: massa do efervescente em gramas/tempo que levou para ser consumido em segundos: 
R - A taxa de consumo do efervescente por tempo nas três condições de temperatura e nas condições de triturado/não triturado na unidade de g/s foi obtida da seguinte forma após cronometragem do tempo da reação e pesagem do comprimido:
Comprimido 1 (copo com ÁGUA QUENTE num volume de 200ml)
*Volume da água quente no copo 1 = 200ml (Temperatura: 90°C)
*Massa do comprimido = 3,5mg
*Tempo da reação: 1:20 (um minuto e vinte segundos)
Tq = #, onde: Tq = Temperatura quente | m = massa | t = tempo
T9 = 35 = 0,04 g/s
Comprimido 2 (copo com ÁGUA AMBIENTE num volume de 200ml)
*Volume da água ambiente no copo 1 = 200ml (Temperatura: 28°C)
*Massa do comprimido = 3,5mg
*Tempo da reação: 3:50 (dois minutos e vinte segundos)
Ta = #, onde: Tq = Temperatura ambiente | m = massa | t = tempo
Ta =
3,5 = 0,015 g/s
Comprimido 3 (copo com ÁGUA FRIA num volume de 200ml)
*Volume da água fria no copo 1 = 200ml (Temperatura: 10°C)
*Massa do comprimido = 3,5mg
*Tempo da reação: 5:30 (cinco minutos e trinta segundos)
Tf =
"' onde: Tq = Temperatura fria | m = massa | t = tempo
Tf =
55 = 0,010 g/s
As taxas de consumo do efervescente utilizado por tempo nas três condições de temperatura foram as seguintes: 0,04 g/s na água quente, 0, 015 g/s na água com temperatura ambiente e 0,010 g/s na temperatura fria/gelada. Agora a taxa de consumo do comprimido triturado quebrado em diversas partes) na temperatura ambiente (CNTP) foi a seguinte:
Comprimido Triturado (copo com ÁGUA AMBIENTE num volume de 200ml)
*Volume da água ambiente no copo 1 = 200ml
*Massa do comprimido = 3,5mg
*Tempo da reação: 0:45 (quarenta e cinco segundos)
Ta =
Ta
% onde: Tq= Temperatura ambiente /m = massa | 1 = tempo
5 = 0,07 g/s
Apresente a taxa de consumo por tempo versus temperatura. Os valores são decrescentes ou crescentes?
R- Os valores são decrescentes e a taxa de consumo por tempo.
ATIVIDADE PRÁTICA 4: ELETRÓLISE DA MISTURA ÁGUA E SAL
Qual a diferença entre uma pilha e o processo de eletrólise? 
R- Na eletroquímica (área da química) são estudadas reações envolvendo transferências de elétrons e também a Interconvecção da energia química em energia elétrica. Em nosso experimento, a diferença entre uma pilha e o processo de eletrólise é a seguinte: a pilha consegue converter a energia química em energia elétrica, de forma espontânea. Ou seja, a pilha é um sistema que ocorre uma reação de oxirredução e é composta por dois elétrons e também um eletrólito e juntos produzem a energia elétrica. Nesse caso, a pilha pode ser chamada também de célula eletroquímica. A gora a eletrólise, por sua vez é uma reação química que vai forçar uma corrente elétrica, fazendo a reação acontecer. Ou seja, a eletrolise converte energia elétrica em química de forma não espontânea, sendo considerada uma reação de oxirredução provocada pela passagem da corrente elétrica de uma fonte externa (Ana Luiza, 2020).
Quais as reações que podem estar acontecendo? 
R- Quando adicionamentos sal de cozinha (NaCI) na água (H2O) temos uma dissolução, tornando-se uma mistura homogênea devido a solubilidade do sal na áqua. Ou seja, quando dissolvemos sal em água, o cloreto de sódio, se dissocia em ions Na * e ions Cli, podendo ser escrito em forma de equação também, como sendo: NaCI (s) -› Na + (aq) + CI - (aq). Agora, quando adicionamento a pilha na água (H2O) com sal de cozinha (NaCI) a reação é a oxirredução. Temos também uma reação de oxirredução. Na oxidação, ocorre a perde de elétrons e na redução, ganho de elétrons. Ou seja, uma reação de oxirredução é um processo que envolvendo simultaneamente transferência de elétrons. (Maria Carvalho, et al, p. 25. 2017).
Qual é o gás formado?
R- No experimento, quando adicionamento cloreto de sódio (NaCI), água (H2O) e uma pilha, durante o processo de eletrolise é gerado hidrogênio (H) dessa reação. Ou seja, trata-se de um elemento químico da tabela periódica que é formado apenas por um próton e nenhum nêutron. E uma das formas de obtenção, como vimos no experimento é utilizando a eletricidade (pilha) através da decomposição eletrolítica de uma dissolução aquosa com cloreto de sódio (NaCI). Na passagem da corrente elétrica, ocorre uma oxirredução (reação) e a eletrólise da água gera como um de seus resultados o hidrogênio (H), como mostra a equação: H2O -› O2 + H2. (Carolina Batista, 2011).
CONSIDERAÇÕES
Foi possível perceber, nos experimentos acima, que a termodinâmica como sendo a "área" que estuda os fenômenos ligados a temperatura, calor e pressão e propriedades da matéria em condições específicas, de fato está presente no cotidiano da sociedade. Ela faz parte da base de diversas engenharias, pois a fabricação de vários materiais envolve transferência de calor e realização de trabalho.
Dessa forma, os experimentos contribuíram na compreensão, de forma prática e também dinâmica, a teoria das aulas discutidas ao longo o do aprendizado das Unidades estudas. Sendo assim, as contribuições das experiências oriundas da realização dos experimentos foram imprescindíveis para compreender a termodinâmica abordada na disciplina.
REFERÊNCIAS 
- ATKINS, P. W.; DE PAULA, J. Fisico-química. 6. ed. v. 1. Rio de Janeiro: LTC, 1999
- ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. 7. ed. Porto Alegre: Bookman, 2018.
- BARRETO, M. Física: Newton para o ensino médio. Campinas: Papirus, 2002.
- BESSLER, K. E.; FINAGEIV, A. V. N. Química em tubos de ensaio: uma abordagem para principiantes. 3. ed. São Paulo: Blucher, 2018.
- BORGNAKKE, C.; SONNTAG, R. E. Fundamentals of thermodynamics. 8 ed. Nova Jersey: John Wiley and Sons, 2013.
- BROWN, T. L. et al. Química: a ciência central. 9. ed. São Paulo: Pearson Prentice
Hall, 2002.
- MAHAN, B. M.; MYERS, R. J. Química: um curso universitário. São Paulo: Blucher, 2002
- TIPLER, Paul; GENE, Mosca. Física para Cientistas e Engenheiros: mecânica, oscilações e ondas, termodinâmica. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. 788 p. Vol.1.
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