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* * Físico-Química I Fases Condensadas Profª. Msc. Viviana Maria da Silva Rocha Company Logo www.themegallery.com * Company Logo POR QUE A UTILIZAÇÃO DO TERMO “FASES CONDENSADAS”? Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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; Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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 Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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 Company Logo www.themegallery.com * Company Logo EQUAÇÃO DE VAN DER WAALS Grande interação intermolecular Efeito do tamanho das moléculas Company Logo www.themegallery.com * Company Logo Diagrama Volume x Temperatura Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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 Company Logo www.themegallery.com * Company Logo COEFICIENTE DE EXPANSÃO TÉRMICA Aumento relativo do volume por unidade de aumento na temperatura: Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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? Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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 Company Logo www.themegallery.com Company Logo * 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 www.themegallery.com * Company Logo 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. Company Logo www.themegallery.com * Company Logo COEFICIENTE DE COMPRESSIBILIDADE Diminuição relativa do volume por unidade de aumento da de pressão: Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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 Company Logo www.themegallery.com * Company Logo EQUAÇÃO DE ESTADO PARA LÍQUIDOS E SÓLIDOS Substituindo (2) em (1) temos: Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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) Company Logo www.themegallery.com * Company Logo TRANSFORMAÇÕES FÍSICAS Company Logo www.themegallery.com * Company Logo Mudanças de estado físico Separação das moléculas Arranjo ordenado cristalino Company Logo www.themegallery.com * Company Logo PRESSÃO DE VAPOR Pressão desenvolvida pelo equilíbrio líquido-vapor de uma substância; Quanto maior a força de ligação intermolecular, menor a pressão de vapor. Company Logo www.themegallery.com * Company Logo PRESSÃO DE VAPOR Relação entre Pressão de Vapor e Qvap Distribuição de Boltzmam Equação de Clausius-Clapeyron Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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 Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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; Company Logo www.themegallery.com * Company Logo 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: Company Logo
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