Princ pios da Termodin mica Parte 2

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Princípios da 
Termodinâmica 
(Parte 2)
Profª Tatiana Marques
Profª Tatiana Marques
Equação Geral para o Trabalho
 CALORIMETRIA: quando há um fluxo de calor para uma
substância, ou de uma substância para fora, há alteração
da temperatura. É possível determinar o fluxo de calor
que se associa a uma reação química pela medição da
variação da temperatura que provoca provoca. A medida
das quantidades quantidades de calor trocadas trocadas e
objeto de estudo da CALORIMETRIA. O aparelho que
realiza esse tipo de medida é um CALORÍMETRO. A
variação de temperatura, ∆T, observada no calorímetro é
proporcional ao calor que a reação libera ou absorve.
Portanto, pela medição dessa variação de temperatura,
podemos Determinar o calor medido a volume constante
e, a partir daí, determinar ∆U.
Profª Tatiana Marques
Equação Geral para o Trabalho
 CALORIMETRIA Para que se possa calcular o calor é
necessário conhecer a capacidade calorífica do
calorímetro (ou constante do calorímetro) C. A capacidade
calorífica de um corpo é a quantidade de calor necessária
para elevar 1 K a temperatura temperatura do corpo.
Quanto maior a capacidade capacidade calorífica (C) do
corpo maior será a quantidade de calor necessária para
provocar um certo aumento de temperatura.
Desse modo:
Q = C ∆ T
Equação do Calorímetro
Profª Tatiana Marques
Exercício
01. Ao fornecer 300 calorias de calor para um corpo,
verifica-se como conseqüência uma variação de temperatura
igual a 50 ºC. Determine a capacidade térmica desse corpo:
Resolução:
Profª Tatiana Marques
Exercício
02. 4,0 kJ de calor são fornecidos a uma quantidade de ar.
Calcule a variação de energia interna para o ar se: a)
nenhum trabalho é realizado pelo ar; b) o ar se expande e
realiza 0,5 kJ de trabalho; c) 1,0 kJ de trabalho é realizado
na compressão do ar ao mesmo tempo que ele é aquecido.
Resolução:
a) ∆E = q + w ; w = 0; ∆E = q = 4,0 kJ
b) ∆E = q + w; ∆E = 4,0 kJ + (- 0,5 kJ) = 3,5 kJ.
c) ∆E = q+ w; ∆E = 4,0 kJ + 1,0 kJ = 5,0 kJ
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Expressão Geral para o trabalho
CALORIMETRIA
IMPORTANTE: A capacidade calorífica ou calor específico
pode ser determinado experimentalmente pela medida da
variação da temperatura, temperatura, ∆T, que uma massa
m da substância substância sofre ao receber receber uma
certa quantidade de calor q.
C = q / m . ∆ T
Profª Tatiana Marques
Exercício
 Para aquecer 500 g de certa substância de 20 ºC para 70ºC,
foram necessárias 4 000 calorias. A capacidade térmica e o
calor específico valem respectivamente:
a) 8 cal/ ºC e 0,08 cal/g .ºC
b) 80 cal/ ºC e 0,16 cal/g. ºC
c) 90 cal/ ºC e 0,09 cal/g. ºC
d) 95 cal/ ºC e 0,15 cal/g. ºC
e) 120 cal/ ºC e 0,12 cal/g. ºC
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Expressão Geral para o trabalho
CALORIMETRIA
CALORIMETRIA PROCESSO À PRESSÃO CONSTANTE – ENTALPIA
(H): Entalpia (do grego enthalpein, aquecer) caracteriza o
calor trocado à pressão constante. Como a energia interna, a
entalpia é uma função de estado, estado, ou seja não
depende depende do caminho, caminho, da história história
sistema, sistema, apenas das condições em que este se
encontra. A entalpia, é portanto, definida da seguinte
maneira:
Profª Tatiana MarquesP é a pressão do sistema e V é o volume dele.
Expressão Geral para o trabalho
CALORIMETRIA
Profª Tatiana Marques
PROCESSO À PRESSÃO CONSTANTE – ENTALPIA (H): À pressão
constante a variação de entalpia, é igual ao calor trocado
(desde que não haja trabalho além do de expansão).
Matematicamente:
∆H = Hf – H i = q.P
IMPORTANTE: Somente no caso especial em que a pressão é
constante é que a quantidade de calor transferida é igual a
variação da entalpia.
Expressão Geral para o trabalho
CALORIMETRIA
Profª Tatiana Marques
Exercício: Dada a equação de combustão do metano calcule a
quantidade de calor que se desprende, a pressão constante de
4,50g desse gás. Dado: MM (metano) = 16g/mol.
CH4 (g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O (g) ∆H = -802 kJ