3ª Aula - Fases Condensadas

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Físico-Química I
Fases Condensadas
Profª. Msc. Viviana Maria da Silva Rocha
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POR QUE A UTILIZAÇÃO DO TERMO “FASES CONDENSADAS”?
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CARACTERÍSTICAS DOS LÍQUIDOS E SÓLIDOS
Grande intensidade das forças de interação de Wan der Waals, que dependem da proximidade entre as moléculas;
Energia cinética e potencial, desenvolvida para os líquidos através do movimento no meio (movimento browniano) e das vibrações das moléculas, e para os sólidos apenas pelas vibrações;
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A viscosidade, resistência ao movimento quando aplicando-se uma tensão, para os líquidos é muito maior que para os gases;
A tensão superficial, que mede a força necessária para que as moléculas do interior do líquido atinjam a superfície, é grande para os líquidos;
CARACTERÍSTICAS DOS LÍQUIDOS E SÓLIDOS
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Densidade muito maior que os gases;
Volume molar de 500 à 1000 vezes menor que a dos gases;
Distância entre as moléculas 10 vezes menor que a dos gases; 
Forças de interação de Wan der Waals atuam de forma mais efetiva;
Dificuldade de determinação de uma equação de estado;
CARACTERÍSTICAS DOS LÍQUIDOS E SÓLIDOS
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EQUAÇÃO DE VAN DER WAALS
Grande interação 
intermolecular
Efeito do tamanho
das moléculas
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Diagrama Volume x Temperatura
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Para p = cte e m = cte, temos a variação do volume em função da temperatura como uma função linear:
a = coeficiente linear
b = coeficiente angular
LEI DE CHARLES
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COEFICIENTE DE EXPANSÃO TÉRMICA
Aumento relativo do volume por unidade de aumento na temperatura:
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EXERCÍCIO
Duas barras de ferro de volume 10 e 15cm3, respectivamente, são submetidas a mesma variação de temperatura de 20oC. Como são constituídas da mesma substância, observou-se que ambas variam 3% do seu volume. Qual os coeficientes de expansão térmica das barras?
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Equação de variação de volume com a temperatura:
Onde:
T = temperatura final;
T0 = temperatura inicial;
V0 = Volume do líquido ou sólido a T0.
Se T0 = 273,15K = 0ºC: 
Para grandes intervalos de temperatura α não é constante:
COEFICIENTE DE EXPANSÃO TÉRMICA
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Para gases e sólidos α é sempre positivo.
Para líquidos α é usualmente positivo. Todavia para alguns líquidos α é negativo em um determinado intervalo de temperatura.
Comportamento anômalo 
da água
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RELAÇÃO ENTRE VOLUME E PRESSÃO
Equação de variação de volume com a pressão:
Onde:
p = pressão final;
k = coeficiente de compressibilidade;
V0 = volume à uma determinada T e a pressão de 1 atm.
Se T = 273,15K = 0ºC e p = 1 atm, então temos para V0:
V00 = Volume padrão à 0ºC e 1 atm.
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COEFICIENTE DE COMPRESSIBILIDADE
Diminuição relativa do volume por unidade de aumento da de pressão:
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COEFICIENTE DE COMPRESSIBILIDADE
O volume de um sólido ou líquido diminui linearmente com a pressão
Os valores de k para líquidos e sólidos são extremamente pequenos , da ordem de 10-6 a 10-5 atm-1
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EQUAÇÃO DE ESTADO PARA LÍQUIDOS E SÓLIDOS
Substituindo (2) em (1) temos:
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QUESTÃO
A 25ºC, um recipiente rígido e selado é completamente cheio com alcool etílico. Se a temperatura subir de 10ºC, qual a pressão que se desenvolverá no recipiente? k= 110x10-6 atm-1, α= 11,2 x10-4K-1
Resposta: 73 atm (aproximadamente)
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TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS
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Mudanças de estado físico
Separação das 
moléculas
Arranjo ordenado 
cristalino
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PRESSÃO DE VAPOR
Pressão desenvolvida pelo equilíbrio líquido-vapor de uma substância;
Quanto maior a força de ligação intermolecular, menor a pressão de vapor.
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PRESSÃO DE VAPOR
Relação entre Pressão de Vapor e Qvap
Distribuição
 de Boltzmam
Equação de 
Clausius-Clapeyron
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 p∞ é uma constante característica de cada sistema (experimental);
 Para determinação de p∞ ,deve-se medir o calor fornecido para vaporizar a substância na condição padrão de operação (normalmente p = 1atm e T = Teb; 
PRESSÃO DE VAPOR
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Calor de Vaporização
Uma técnica utilizada para determinação do calor de vaporização e o levantamento dos dados de equilíbrio de pressão e temperatura para uma determinada substância ou mistura; 
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Calor de Vaporização
Determine o ponto normal de ebulição e o calor de vaporização (em kJ/mol) do zinco metálico a partir dos dados abaixo:
Utilize a expressão:
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