Termodinâmica: Transformação de Energia

Prévia do material em texto

Termodinâmica
- Conceito: Transformação de Energia em Trabalho e vice-versa.
- Estuda o movimento da energia e como a energia cria movimento.
- Estudo de toda e qualquer mudança que ocorre no universo.
Transformação de Energia em Trabalho e vice-versa
- Duas leis da termodinâmica:
1. Energia não pode ser criada ou destruída, mas somente convertida de uma forma em outra (conservação da energia).
2. Energia, espontaneamente, sempre se desloca de níveis mais altos para níveis mais baixos de energia.
Primeira Lei da Termodinâmica
- Toda transformaçnao de energia vem acompanhada de produção de Energia Térmica (calor).
- Qualquer forma de Energia ou Trabalho pode ser totalmente convertida em calor
- Calor não pode ser totalmente convertido em Trabalho ou em outra forma de Energia.
- Em todas essas transformações e processos, a soma total de Energia é sempre constante, ou seja, a energia do 
universo é constante.
Segunda Lei da Termodinâmica
- É possível com a realização de Trabalho transferir Energia de nível mais baixo para nível mais alto.
- Todo sistema que realizou Trabalho tem sua energia diminuída.
- Se a quantidade de Energia é constante, é forçoso concluir que a cada mudança, a qualidade de Energia piora, 
surgindo uma espécie de Energia degradada, incapaz de realizar Trabalho (Entropia).
Parâmetros
- Sistema: Porção definida do espaço
- Entorno: Tudo que envolve o sistema e com ele se relaciona.
- Potencial (composição química) —> Depende da altura do sistema no campo gravitacional.
- Cinética (conteúdo de calor) —> Depende da velocidade de deslocamento do sistema no espaço.
Propriedades intensivas (independem da Massa): Temperatura e voltagem.
Propriedades extensivas (dependem da Massa): Volume, quantidade de matéria, densidade, quantidade de energia.
* Como a termodinâmica abrange todos os processos que ocorrem no Universo, ela permite que se estude a EI 
separadamente da EE.
* Como o número de variáveis nos processos termodinâmicos é enorme, algumas dessas variáveis são mantidas 
constantes, enquanto apenas um ou dois variam.
Calor não pode ser totalmente convertido em trabalho ou em outra forma de energia
- Entropia (S): Quantidade de Energia incapaz de realizar trabalho.
- A entropia do Universo tende ao máximo - estado me que toda a Energia capaz de realizar Trabalho tiver sido 
utilizada.
- Quantidade de Entropia = T∆S (entropia negativa = diminuição; entropia positiva - aumento).
- Entalpia (H): Conteúdo de calor de um sistema.
- ∆H: Mudança de Entalpia: Exotérmica (-): Liberação de calor
 Endotérmica (+): Absorção de calor
- Quando de retira calor de uma reação exotérmica, resfriando o sistema, a reação atinge o equilíbrio mais rapidamente.
- Quando se aquece uma reação endotérmica, a reação atinge o equilíbrio mais rapidamente.
- Energia livre = Entalpia - Entropia
- ∆G = ∆H - T∆S
- A energia livre é capaz de realizar trabalho a volume e pressão (eventualmente temperatura) constantes.
Valor Relativo Tipo de Reação Efeito Observado Probabilidade de 
ocorrência
- ∆G ou ∆G < 0 Exergônica Libera energia Provável, espontânea
+ ∆G ou ∆G > 0 Endergônica Absorve energia Improvável, provocada.
∆G = 0 Uma ou outra Reação em equilíbrio dinâmico, com Energia mínima e 
Entropia máxima.
EA = Energia inicial que deflagra uma reação
A + B = Reagentes
(AB) = Complexo ativado
C + D = Produtos
-∆G = Energia livre
* Reações ocorrem mais facilmente quando a EA é baixa (maior velocidade da reação).
* EA depende da temperatura: Diminui-se a velocidade abaixando a temperatura, e aumenta-se a velocidade 
aumentando a temperatura.
* EA com catalisador: Diminui a EA, aumenta a velocidade da reação, não modifica ∆G, não altera K, aparece 
inalterado ao final da reação.