Grandezas e conceitos - Termoquímica

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ALGUMAS GRANDEZAS E CONCEITOS DE INTERESSE EM TERMOQUÍMICA
Calor latente 
Calor absorvido ou cedido por uma substância quando ela muda de estado. Não há variação 
de temperatura. 
Calor sensível 
Calor absorvido ou cedido por uma substância sem mudança de estado físico. Há variação de 
temperatura. 
Condições normais 
Temperatura igual a 0ºC e pressão igual a 1 atmosfera (101 325 Pa). 
Estado estacionário 
Situação de um sistema na qual o comportamento observado em um instante é mantido no 
futuro. Em muitos sistemas práticos, esse estado só é atingido após um período inicial não 
estacionário ou estado transiente. 
Estado termodinâmico 
Um conjunto de propriedades mensuráveis que definem a condição térmica de uma 
determinada porção de uma substância. Exemplo: pressão, temperatura, energia interna, 
entalpia, entropia, massa específica. 
Massa atômica 
Massa de um átomo expressa em relação a 1/12 da massa do átomo de carbono 12. 
Massa específica 
É a massa de um corpo por unidade de volume. Se o corpo tem m kg e V m3, então a massa 
específica é
Massa molecular 
A soma das massas atômicas de todos os átomos da molécula. 
Massa molar 
Massa por mol de uma substância simbolizado por M (kg/kmol ou g/mol). Ver próximo item. 
Mol 
Quantidade em gramas de uma substância igual à sua massa molecular. O número de 
moléculas em 1 mol de qualquer substância é constante e é denominado constante de 
Avogadro:
NA ≈ 6,022 10
23. 
Peso específico 
Peso de um corpo por unidade de volume. Se o corpo tem G newtons e V m3, então o peso 
específico é
Relação com massa específica:
γ = μ.g, onde g ≈ 9,81 m/s2 (aceleração da gravidade). 
Propriedade (ou grandeza) específica 
Propriedade intensiva obtida pela divisão de uma propriedade extensiva por outra. Exemplos: 
massa específica, volume específico, energia interna específica, etc. 
Propriedade extensiva 
Uma grandeza física que é proporcional ao tamanho do sistema ou volume de controle 
considerado. Equivale à soma das mesmas propriedades dos sub-sistemas que compõem o 
sistema principal. Exemplos: massa, volume, etc. 
Propriedade intensiva 
Grandeza física que não depende do tamanho do sistema. Exemplos (em algumas situações): 
pressão, temperatura, etc 
Sistema aberto 
Sistema que troca energia e/ou massa com a vizinhança. Uma fronteira de sistema que permite 
a passagem de massa é comumente qualificada como permeável. 
Sistema fechado 
Sistema termodinâmico que pode trocar calor ou trabalho com a vizinhança, mas não troca 
massa. 
Sistema isolado 
Sistema sem nenhuma interação com a vizinhança, isto é, não há troca de energia nem de 
massa. Assim, um sistema isolado obedece às leis da conservação: a energia e a massa 
permanecem constantes. 
Sistema termodinâmico 
A parte do ambiente ou do Universo que é objeto de estudo. O sistema é limitado por uma 
fronteira, real ou imaginária, que o separa da vizinhança, isto é, o restante do ambiente ou 
Universo. Exemplos de sistemas termodinâmicos: um motor, um planeta, um organismo vivo, 
etc. 
Temperatura absoluta 
Temperatura em Kelvin (K). É usualmente representada pela letra T (maiúscula). Se a 
temperatura é indicada por t (minúsculo), significa normalmente grau Celsius (ºC). Intervalos 
de temperatura podem ser dados em K ou ºC sem distinções porque as escalas só diferem nos 
pontos de referência. 
Volume de controle 
Um volume fixo no espaço, através do qual um fluido escoa. A superfície que envolve o 
volume de controle é denominada superfície de controle. 
Volume específico 
É o volume de 1 kg de massa de um corpo. Se o corpo tem m kg e V m3, então o volume 
específico é
Volume molar 
Volume ocupado por 1 kmol de uma substância em determinada temperatura e pressão. 
Assim,
 
Observação sobre símbolos em letras maiúsculas e minúsculas: não é norma rígida, mas em geral 
grandezas representadas por letras minúsculas significam específicas por unidade de massa. 
Exemplos: se o volume (em metros cúbicos, m3) de uma determinada porção de substância é V 
(maiúsculo), v (minúsculo) significa volume específico ou volume por massa (m3/kg). A letra U é 
usada para energia interna (joule, J) e u (minúsculo), para energia interna específica (joule por 
quilograma, J/kg). E vários outros casos que poderão ser vistos nos textos.
Lei zero da termodinâmica
Abaixo é apresentada uma explicação simplificada dos conceitos de trabalho e energia, que são 
grandezas da mesma espécie, mas conceitualmente diferentes.
• Trabalho é produto da força pelo deslocamento na sua direção. Exemplo: se um corpo de peso 
igual a 10 newtons foi levado, por uma pessoa, a uma altura de 2 metros, o trabalho executado nessa 
tarefa foi 10 x 2 = 20 joules.
• Energia é a capacidade de produzir trabalho. Pode ser imaginada como a moeda de troca para o 
trabalho. No exemplo anterior, para produzir os 20 joules de trabalho, o organismo daquela pessoa 
gastou 20 joules de energia. Naturalmente, a energia acumulada nesse organismo é muito maior. 
Mas, desse valor acumulado, 20 joules foram gastos no mencionado trabalho. Assim, pode-se dizer 
que a execução de um certo trabalho sempre implica uma variação da energia de alguma coisa.
Aqui cabe também lembrar o conceito de potência, que é a relação entre o trabalho executado (ou 
variação correspondente de energia) e o tempo gasto. Se, no exemplo anterior, foram gastos 2 
segundos, a potência desenvolvida foi 20 J / 2 s = 10 watts.
Visto, portanto, que a execução de um trabalho corresponde a uma variação de energia. Mas nem 
toda variação de energia tem a contrapartida de um trabalho realizado. Um corpo pode transferir 
energia para outro devido a diferenças de energia cinética média das suas moléculas, ou seja, 
diferenças de temperaturas. Essa transferência de energia sem trabalho físico visível é denominada 
calor.
Por esse conceito, é possível concluir que dois corpos na mesma temperatura estão em equilíbrio 
térmico, isto é, não há transferência de calor entre eles. E, se dois corpos distintos estão em 
equilíbrio térmico com um terceiro, eles estão em equilíbrio térmico entre si. Esse princípio é 
também conhecido como lei zero da Termodinâmica.
Portanto, calor e energia são a mesma grandeza física, mas, em outras épocas, isso não era 
perfeitamente claro. A caloria foi uma unidade criada especialmente para o calor e corresponde à 
quantidade de calor necessária para aquecer um grama de água de 14,5 até 15,5ºC. 
	Lei zero da termodinâmica