aula 9 balanço de energia

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Ao contrário da Massa, a quantidade de Energia de um 
sistema não pode ser medida em termos absolutos. 
Temos que nos contentar em poder medir a variação de 
energia quando um sistema passa de um estado para 
outro. 
Por exemplo, ao sofrer uma variação de temperatura. 
Para medir esta variação de energia utiliza‐se a 
ENTALPIA 
A Entalpia H (T) é a função termodinâmica associada ao 
conteúdo energético de uma substância. Ela é função da 
temperatura e tem unidades energia / massa. 
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Aula 9 
Balanço de massa e energia 
Assim como não se pode medir a 
energia de um sistema, também não se 
pode medir a sua entalpia. 
 
Mas pode‐se calcular a variação de 
entalpia entre duas temperaturas. 
Assim, para se elevar a temperatura de uma substância deT1 
até T2 , é preciso lhe fornecer uma quantidade de energia 
igual a ΔH. 
De maneira análoga, para se reduzir a sua temperatura de T2 
até T1 , é preciso lhe subtrair uma quantidade de energia 
igual a ΔH. 
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É possível atribuir um valor à Entalpia a uma dada 
temperatura desde que se defina uma temperatura de 
referência To na qual se atribua a ela o valor arbitrário zero. 
Por exemplo, para o etileno: 
A quantidade de energia a ser fornecida ou removida 
depende da Capacidade Calorífica (Cp) de cada 
substância. 
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A Capacidade Calorífica é a quantidade de calor que deve ser 
fornecida para elevar de um grau a temperatura de uma 
unidade de massa de uma substância. 
A capacidade calorífica é função da temperatura: 
As constantes são tabeladas para cada substância. 
 Para o etileno: 
a = 40,75 : b = 0,1147 : c = ‐ 6,89510‐5 : d = 1,76610‐8 : T [=] oC 
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CÁLCULO DE ENTALPIAS 
Q= H2 – H1 
-Não se podem calcular valores absolutos de 
entalpia. 
- Para aplicar a equação deve se estabelecer um 
estado de referencia. 
O correspondente a os elementos livres de todas as sustâncias a uma 
pressão e temperatura (geralmente 1 atmosfera e 25ºC) 
A entalpia de uma sustância (com respeito a um estado de 
referencia) é a soma de três contribuições: 
• Entalpia o calor de formação 
• Calor sensível 
• Calor latente 
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Entalpia padrão de formação 
O calor de formação , ou entalpia padrão de formação (ΔHf
0) de 
um composto químico é a variação da entalpia da reação de formação 
deste composto a partir de suas espécies elementares que o compõem, ou 
seja, é a energia liberada ou absorvida pela reação de formação de 
compostos. A reação de formação de composto consiste na formação do 
composto em questão a partir dos seus elementos na sua forma mais 
estável nas CNTP. 
Calor sensível: energia transferida entre dois corpos a diferentes 
temperaturas ou a energia presente de um corpo em virtude de sua 
temperatura. 
Calor latente: provoca algum tipo de alteração na estrutura física do 
corpo. É a quantidade de calor que a substância troca por grama de 
massa durante a mudança de estado físico (fusão, vaporização, 
sublimação e condensação a pressão e temperatura constantes. 
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CÁLCULO DE ENTALPIAS 
Entalpia da 
espécie A a 
temperatura T, 
na qual houve 
troca de fase 
Calor padrão de 
formação da 
substância A 
Calor sensível 
(T referência) 
Entalpia de 
mudança 
de fase -
calor 
latente (T 
referência) 
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CÁLCULO DE ENTALPIAS 
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CALOR DE FORMAÇÃO CALOR SENSÍVEL 
Métodos para avaliar os calores sensíveis 
Balanço de energia em processos abertos em regime 
estacionário, sempre é necessário determinar a variação de 
entalpia que experimenta o sistema. Em muitas aplicações 
práticas, a variação de entalpia é numericamente igual ao calor 
trocado entre o sistema e os arredores. Então, o cálculo da 
variação de entalpia, suporta ao cálculo de calores sensíveis para 
processos onde não se levam a cabo reações químicas, nem 
mudanças de fase. Nestes casos, para processos a pressão 
constante: 
∆𝐻 = 𝐶𝑝𝑑𝑇
𝑇2
𝑇1
 
Pode empregar se em: 
1- Para gases ideais, pois tanto Cp como ΔH são independentes 
2- Para líquidos, sólidos ou soluções, devido ao Cp variar muito 
pouco com a pressão. 
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R = 8,315 J∙K-1mole-1 = 1.99 cal K-1 mole-1 
Para gases ideais 
dQ = cv n dT A volume constante 
dQ = dU Se o volume é constante: W=o 
(Para gases monoatômicos) cv = 3/2 R = 3 cal/mol/ºC. 
 dQ = cp n dT A pressão constante 
pdV + Vdp = nRdT 
Vdp = 0, então dW = pdV = nR dT 
dQ = dU + dW 
cp n dT = cv n dT + nR dT 
cp = cv + R 
cp = 5/2 R = 5 cal/mol/ºC. 
[gás ideal monoatômico] 
Gases Diatômicos 
cv = (5/2)R 
cp = (7/2)R 
Nos processos 
dU = 0 processo isotérmico (T=cte) 
 dQ = 0 processo adiabático 
 dQ = cpn dT processo isobárico (p=cte) 
 dQ = cvn dT processo isocórico (v=cte) 
 dW = p dV e zero processo isocórico. 
Exemplo: Cálculo de entalpias 
 
5 kg de gelo a – 10ºC são aquecidos até fundir-se transformando-
se em água líquida a 0ºC; então fornece-se um calor adicional para 
transformar a água em vapor. O vapor saturado sai a 100ºC. 
Calcular a variação de entalpia do processo completo. O calor 
específico do gelo é 2,05 kJ/kgK. O calor específico da água líquida 
é 4,182 kJ/kgK e o calor latente de fusão é 333,2 kJ/kg e o calor 
latente de vaporização a 100ºC é 2257,6 KJ/kg. Se opera a P 
atmosférica. 
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Solução 
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2. Cálculo da entalpía do vapor a 100ºC: 2 etapas 
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