Termoquímica Termodinâmica

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Termoquímica 
Ciência Central - Capítulo 5 
Escola de Química e Alimentos – EQA / SAP 
Curso de Engenharia Agroindustrial 
Disciplina de Química Geral e Experimental II 
Profa. Dra. Fernanda Trombetta da Silva 
Profa. Fernanda Trombetta da Silva 
Sala 9 
fernandatrombetta@furg.br 
Termoquímica x Termodinâmica 
Termoquímica 
•Energia = calor Termodinâmica 
• Energia = calor e trabalho 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Reagente 
Reagente Produto 
Produto 
REAÇÃO EXOTÉRMICA 
 2 C (s) + 3 H 2(g)  C 2 H 6(g) H= – 20,2 kcal 
2 C (s) + 3 H 2(g)  C 2 H 6(g) + 20,2 kcal 
REAÇÃO ENDOTÉRMICA 
 Fe 3 O 4(s)  3Fe (s) + 2 O 2(g)  H= + 267,0 kcal 
 Fe 3 O 4(s)  3Fe (s) + 2 O 2(g) + 267,0 kcal 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
(UFRRJ) Desde a pré-história, quando aprendeu a manipular o fogo para cozinhar seus 
alimentos e se aquecer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior 
das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, 
nos transportes, etc. 
Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a 
forma de calor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. 
Observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa correta: 
a) O gráfico representa uma reação endotérmica. 
b) O gráfico representa uma reação exotérmica. 
c) A entalpia dos reagentes é igual à dos produtos. 
d) A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes. 
e) A variação de entalpia é maior que zero. 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
(PUC-MG) Sejam dadas as equações termoquímicas, todas a 25 ºC e 1 atm: 
I- H2(g)+ ½ O2(g) →H2O(l) ∆H = -68,3 Kcal/mol 
II- 2Fe(s)+ 3/2 O2(g)→Fe2O3(s) ∆H = -196,5 Kcal/mol 
III- 2Al(s)+ 3/2 O2(g)→Al2O3(s) ∆H = -399,1 Kcal/mol 
IV – C(grafite)+ O2(g)→ CO2(g) ∆H = -94,0 Kcal/mol 
V- CH4(g) + O2(g) → CO2(g)+ H2O(l) ∆H = -17,9 Kcal/mol 
Exclusivamente sob o ponto de vista energético, das reações acima, a que você 
escolheria como fonte de energia é: 
a)I 
b)II 
c) III 
d) IV 
e ) V 
 
 
Analise a figura abaixo, assinale (V) ou (F), nas proposições abaixo, 
com base na reação química de combustão do gás hidrogênio. 
 
( ) Ocorre liberação de calor, ou seja, o processo é exotérmico. 
( ) Ocorre absorção de calor, ou seja, o processo é endotérmico. 
( ) Os reagentes ganham calor ao se 
 converter em água. 
( ) O calor envolvido na formação de 
 180 g de água é de 2.416 kJ. 
( ) Hprodutos > Hreagentes 
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Mackenzie-SP) 
 
Fe2O3(s) + 3 C(s) + 491,5 kJ  2 Fe(s) + 3 CO(g) 
 
Da transformação do óxido de ferro III em ferro metálico, 
segundo a equação acima, assinale V ou F: 
 
( ) é uma reação endotérmica. 
( ) é uma reação exotérmica. 
( ) A energia absorvida é 491,5 kJ 
( ) A energia liberada é de 491,5kJ 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Assinale V ou F: 
 
Fe2O3(s) + 3 C(s) + 491,5 kJ  2 Fe(s) + 3 CO(g) 
 
 
( ) é uma reação endotérmica. 
( ) é uma reação exotérmica. 
( ) A energia absorvida é 491,5 kJ 
( ) A energia liberada é de 491,5kJ 
( ) A Hprod > Hreag 
( ) ΔH > 0 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Assinale V ou F: 
 
 Fe2O3(s) + 3 C(s)  2 Fe(s) + 3 CO(g) 
 
( ) é uma reação endotérmica. 
( ) é uma reação exotérmica. 
( ) A energia absorvida é 491,5 kJ 
( ) A energia liberada é de 491,5kJ 
( ) A Hprod < Hreag 
( ) ΔH > 0 
 
Represente a reação acima em um diagrama de 
entalpia. 
ΔH = 491,5 kJ 
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Tipos de Entalpias 
1. Entalpia de Mudança de Fase 
 
2. Entalpia ou Calor de Formação 
 
3. Entalpia ou Calor de Decomposição 
 
4. Entalpia de Combustão 
 
5. Entalpia de Dissolução 
 
6. Entalpia de Neutralização 
 
7. Entalpia ou Energia de Ligação 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
 
 
 
1. Entalpia padrão de formação 
2. Lei de Hess 
3. Energia de Ligação 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
reagentesprodutos HHH   
Cálculo de Entalpia (H) 
1. Entalpia padrão de formação – são valores tabelados 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
)(2)(2)(2)(83 435 lggg OHCOOHC 
1
83 mol kJ 85,103)(
 HCH of
1
)(2
mol kJ 5,393)( 
g
o
f COH
1
)(2 mol kJ 8,285)(
 l
o
f OHH
reagentesprodutos HHH   
))(.1()(.3)(.4( 8322 HCHCOHOHHH
o
f
o
f
o
f 
Cálculo de Entalpia (H) 
1. Entalpia padrão de formação – são valores tabelados 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
)(2)(2)(2)(83 435 lggg OHCOOHC 
1
83 mol kJ 85,103)(
 HCH of
1
)(2
mol kJ 5,393)( 
g
o
f COH
1
)(2 mol kJ 8,285)(
 l
o
f OHH
))(.1()(.3)(.4( 8322 HCHCOHOHHH
o
f
o
f
o
f 
))85,103.(1()5,393.(3)8,285.(4( H
kJH 85,2219
Cálculo de Entalpia (H) 
1. Entalpia padrão de formação – são valores tabelados 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
)(2)(2)(2)(83 435 lggg OHCOOHC 
kJH 85,2219
kJHcombustão 85,2219
0 
Processo Exotérmico 
Libera energia ao formar os produtos 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
 
 
 
1. Entalpia padrão de formação 
2. Lei de Hess 
3. Energia de Ligação 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
reagentesprodutos HHH   
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
2. Lei de Hess 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
X 
B A 
∆H1 
∆H2 ∆H3 
∆H1 = ∆H2 + ∆H3 
 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
2. Lei de Hess 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
∆H1 = ∆H2 + ∆H3 
 
)(2)(2)(2)(22
2
2
5
lggg
OHCOOHC 
)(22)(2)(2 ggs HCHC 
)(2)(2)( ggs
COOC 
)(2)(2)(2
2
1
lgg
OHOH 
x 2 
x (-1) 
x (1) 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
2. Lei de Hess 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
∆H1 = ∆H2 + ∆H3 
 
)(2)(22)(2)(2
2
5
2 gglg OHCOHCO 
)(22)(2)(2 ggs HCHC 
)(2)(2)(
222
ggs
COOC 
)(2)(2)(2
2
1
lgg
OHOH 
Mas como calculo a variação de entalpia desta reação? 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
2. Lei de Hess 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
∆H1 = ∆H2 + ∆H3 
 
)(2)(22)(2)(2
2
5
2 gglg OHCOHCO 
)(22)(2)(2 ggs HCHC 
)(2)(2)(
222
ggs
COOC 
)(2)(2)(2
2
1
lgg
OHOH 
Mas como calculo a variação de entalpia desta reação? 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
2. Lei de Hess 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
∆H1 = ∆H2 + ∆H3 
 
)(2)(2)(2)(22
2
2
5
lggg
OHCOOHC 
)(22)(2)(2 ggs HCHC 
)(2)(2)( ggs
COOC 
)(2)(2)(2
2
1
lgg
OHOH 
x 2 
x (-1) 
x (1) 
1mol kJ 6,1299 H
1mol kJ 5,393 H
1mol kJ 8,285 H
Valores tabelados 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
2. Lei de Hess 
 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
∆H1 = ∆H2 + ∆H3 
 
)(2)(22)(2)(2
2
5
2 gglg OHCOHCO 
)(22)(2)(2 ggs HCHC 
)(2)(2)(
222
ggs
COOC 
)(2)(2)(2
2
1
lgg
OHOH 
 kJ 6,1299H
 kJ 5,3932H
 kJ 8,285H
+ 
+ 
 kJ 8,226H
Processo Endotérmico 
Necessita absorver energia 
Para formar os produtos 
H – H (g) 2 H (g) ΔH = + 435,5 KJ/mol 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
3. Energia de Ligação 
É a energia envolvida (absorvida) na quebra de 1 molde 
determinada ligação química, supondo todas no estado gasoso, 
a 25°C e 1 atm. 
 
 
A quebra de ligações será sempre um processo 
ENDOTÉRMICO 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
3. Energia de Ligação 
 
 
São dadas as seguintes energias de ligação: 
Ligação Energia (kj/mol) 
H – Cl 
H – F 
Cl – Cl 
F – F 
431,8 
563,2 
242,6 
153,1 
Ligação Energia (kJ/mol) 
2 H – Cl + F – F  2 H – F + Cl – Cl 
Quebra das ligações 
dos reagentes 
Formação das ligações 
dos reagentes 
Revisão: Termoquímica Ensino Médio 
Cálculo da variação de Entalpia (∆H) 
3. Energia de Ligação 
 
 
São dadas as seguintes energias de ligação: 
Ligação Energia (kj/mol) 
H – Cl 
H – F 
Cl – Cl 
F – F 
431,8 
563,2 
242,6 
153,1 
Ligação Energia (kJ/mol) 
2 H – Cl + F – F  2 H – F + Cl – Cl 
Quebra das ligações 
dos reagentes 
Formação das ligações 
dos reagentes 
2 X 431,8 + 1 X 153,1 
863,6 + 153,1 
+ 1016,7 
2 X 563,2 
1126,4 + 242,6 
– 1369 
ΔH = 1016,7 – 1369 = – 352,3 kJ 
+ 1 X 242,6 
Termoquímica 
 
 
Termoquímica: é o estudo das quantidades de calor 
liberadas ou absorvidas durante a reações químicas. 
 
Além dos processos químicos, há também variação de 
calor nos processos físicos. 
 
Mas qual a diferença entre um processo físico e um 
processo químico? Como saber que tipo de processo 
está ocorrendo? 
 
Termoquímica 
Termoquímica 
 
 
Processos Físicos: São alterações sofridas pela matéria 
que não provocam nenhuma modificação na sua 
composição, ou seja, antes, durante e após a ocorrência de 
um fenômeno físico, as substâncias que constituem a 
matéria serão exatamente as mesmas. 
Termoquímica 
Processos físicos 
Termoquímica 
 
 
Exemplos de fenômenos físicos 
1. Produção do suco de tomate 
2. Produção da gasolina a partir do petróleo 
3. Condução da corrente elétrica em um fio de cobre 
4. Decomposição da luz solar em um prisma 
5. Precipitação da chuva 
6. Dissolução do chocolate em pó no leite 
7. Sublimação do gelo seco 
Termoquímica 
Processos físicos 
DIAS, Diogo Lopes. "Fenômenos físicos e químicos"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/fenomenos-fisicos-
quimicos.htm>. Acesso em 09 de outubro de 2016. 
Termoquímica 
 
 
Sinais que caracterizam um fenômeno físico 
1. Mudança de estado físico 
2. Mudança no formato ou no tamanho 
3. Solubilidade (quando uma matéria se dissolve em 
outra) 
4. Condução de calor ou eletricidade 
Termoquímica 
Processos físicos 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Estado físico 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Mudança de estado físico 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Mudança de estado físico 
Curva de aquecimento de substâncias puras 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Mudança de estado físico 
ENERGIA 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Mudança de estado físico 
ENERGIA 
FUSÃO VAPORIZAÇÃO 
ABSORVE ENERGIA 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Mudança de estado físico 
ENERGIA 
LIBERA ENERGIA 
SOLIDIFICAÇÃO CONDENSAÇÃO 
Termoquímica 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Mudança de estado físico 
Absorve energia 
• Processo 
Endotérmico 
Libera energia 
• Processo 
Exotérmico 
Em uma mudança de 
estado físico há 
absorção ou liberação 
de energia 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Mudança de estado físico 
PROCESSO ENDOTÉRMICO – ABSORVE ENERGIA 
PROCESSO EXOTÉRMICO – LIBERA ENERGIA 
SOLIDIFICAÇÃO CONDENSAÇÃO 
FUSÃO VAPORIZAÇÃO 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Exercício 1 
Considere as seguintes transformações: 
 I. Dióxido de carbono sólido (gelo seco)  dióxido de 
carbono gasoso. 
 II. Ferro fundido  ferro sólido. 
III. Água líquida  vapor d’água. 
Dessas transformações, no sentido indicado e à 
temperatura constante, apenas: 
 a) I é exotérmica. 
 b) II é exotérmica. 
c) III é exotérmica. 
d) I e II são exotérmicas. 
e) II e III são exotérmicas 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Exercício 2 
No processo exotérmico, o calor é cedida ao meio 
ambiente, enquanto no processo endotérmico o calor é 
absorvido do ambiente. Quando um atleta sofre uma 
contusão, é necessário resfriar, imediatamente, o local com 
emprego de éter; quando o gelo é exposto à temperatura 
ambiente, liquefaz-se. A evaporação do éter e a fusão do 
gelo são, respectivamente, processos: 
 a) endotérmico e endotérmico. 
b) exotérmico e exotérmico. 
c) endotérmico e exotérmico. 
d) exotérmico e endotérmico. 
e) isotérmico e endotérmico. 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Exercício 3 
No processo exotérmico, o calor é cedida ao meio 
ambiente, enquanto no processo endotérmico o calor é 
absorvido do ambiente. Quando um atleta sofre uma 
contusão, é necessário resfriar, imediatamente, o local com 
emprego de éter; quando o gelo é exposto à temperatura 
ambiente, liquefaz-se. A evaporação do éter e a fusão do 
gelo são, respectivamente, processos: 
 a) endotérmico e endotérmico. 
b) exotérmico e exotérmico. 
c) endotérmico e exotérmico. 
d) exotérmico e endotérmico. 
e) isotérmico e endotérmico. 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Exercício 4 
Qual é o estado físico as substâncias A, B, C, D e E a 20 oC? 
 
 
 
 
 
 
 
 
Como resolver? 
 
Substância 
ponto de fusão (oC) Ponto de ebulição 
(oC) 
A -16 80 
B 50 80 
C -12 48 
D -100 16 
E 25 55 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Exercício 4 
Sólido-Líquido Líquido-gasoso 
Substância 
ponto de 
fusão (oC) 
Ponto de 
ebulição 
(ºC) 
A -16 20 oC 80 
B 20 oC 50 80 
C -12 20 oC 48 
D -100 16 20 oC 
E 20 oC 
 
25 55 
Qual é o estado físico as substâncias A, B, C, D e E a 20 oC? 
 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Exercício 4 
Sólido-Líquido Líquido-gasoso 
Substância 
ponto de 
fusão (oC) 
Ponto de 
ebulição 
(ºC) 
A -16 20 oC 80 
B 20 oC 50 80 
C -12 20 oC 48 
D -100 16 20 oC 
E 20 oC 
 
25 55 
Qual é o estado físico as substâncias A, B, C, D e E a 20 oC? 
 
Substância A : líquida; 
Substância B : sólida; 
Substância C : líquida; 
Substância D : gasosa; 
Substância E : sólida; 
Termoquímica 
 
 
 
Termoquímica 
Processos físicos 
Exercício 5 
Os metais Gálio e Rubídio têm seus pontos de fusão e 
ebulição descritos na tabela: 
 
 
 
 
A) O que acontecerá se ambos os metais ficarem expostos 
à temperatura ambiente (27°C)? 
B) Qual o estado físico dos dois metais num deserto onde a 
temperatura chega a mais de 40 °C? 
Termoquímica 
 
 
Processos Químicos: São alterações sofridas pela 
matéria que provocam modificação na sua composição, 
ou seja, as substâncias que formam a matéria antes da 
ocorrência de um fenômeno químico são diferentes das 
substâncias que compõem a matéria após o fenômeno. 
Termoquímica 
Processos Químicos 
Termoquímica 
 
 
Exemplos de fenômenos químicos 
1. Produção de etanol a partir da cana-de-açúcar 
2. Produção de vinho a partir do suco de uva 
3. Transformaçãodo vinho em vinagre 
4. Apodrecimento de frutas 
5. Amadurecimento de frutas 
6. Cozimento de ovo 
7. Formação da ferrugem em um portão de aço 
8. Comprimido efervescente adicionado à água 
Termoquímica 
Processos Químicos 
DIAS, Diogo Lopes. "Fenômenos físicos e químicos"; Brasil Escola. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/fenomenos-fisicos-
quimicos.htm>. Acesso em 09 de outubro de 2016. 
Termoquímica 
 
 
Sinais que identificam um fenômeno químico 
1. Mudança de cor 
2. Efervescência (desenvolvimento de bolhas em um 
líquido) 
3. Liberação/absorção de energia na forma de calor ou 
luz 
4. Formação de um sólido 
5. Produção de fumaça 
 
 
Termoquímica 
Processos Químicos 
Termoquímica 
Processos 
Exotérmicos 
Liberam calor 
O ambiente é 
aquecido 
Processos 
Endotérmicos 
Absorvem 
calor 
O ambiente 
resfria 
Termoquímica 
Processos Físicos e Químicos 
Termoquímica 
 
Termoquímica 
Processos Físicos e Químicos 
1. Porquê os processos físicos e químicos absorvem ou 
liberam energia? 
2. O que ocorre microscopicamente durante a absorção ou 
liberação de energia? 
3. O que é energia? 
A energia se apresenta de várias formas na 
natureza, de maneira que uma forma de energia 
se converte ou transforma em outra, pois, de 
acordo com a lei de Lavoisier, na natureza nada se 
perde nada de cria, tudo se transforma, conceituando 
assim a lei da conservação da energia. 
 
 
Termoquímica 
Energia – Estado Macroscópico 
Energia mecânica pode ser dividida em energia 
cinética e potencial 
 Energia cinética 
 Energia cinética é a energia do movimento. 
 
 
 Energia potencial 
 Energia potencial é a energia que um objeto possui 
em virtude de sua posição. 
Termoquímica 
Energia – Estado Macroscópico 
Termoquímica 
Energia – Estado Macroscópico 
2
. 2vm
Ec 
hgmEp ..
Sendo: 
Ep é a energia potencial 
m a massa 
g é a gravidade 
h é a altura 
Sendo: 
Ec é a energia cinética 
m a massa 
v é a velocidade do objeto 
A energia potencial pode ser convertida em energia cinética. 
A energia cinética pode ser convertida em energia potencial. 
 
Termoquímica 
Energia Interna – Estado Microscópico 
A soma de todas as formas microscópicas de energia de um 
sistema é designada por Energia Interna. 
Energia Interna 
(U) 
Estrutura 
molecular 
Interações 
intramolecular 
ligações químicas 
Atividade 
molecular 
Interações 
intermoleculares 
Forças de London, van 
der Waals, ligação de 
hidrogênio... 
Relacionada 
Termoquímica 
Energia Interna – Estado Microscópico 
Energia Interna (U) 
Energia Cinética das 
partículas constituintes da 
matéria 
Energia Potencial das 
partículas constituintes da 
matéria 
Termoquímica 
Energia Interna – Estado Microscópico 
Energia Interna 
(U) 
Energia Sensível 
Energia Latente 
Energia Química 
Energia Nuclear 
SOMA 
Termoquímica 
Energia – Estado microscópico 
A energia sensível (Esen) está associada à energia cinética dos átomos e 
moléculas e dos seus componentes traduzida pelo nível de translações, rotações 
e vibrações. Quanto maior for a temperatura, maior será o número destes 
movimentos, maior será a energia sensível e consequentemente a energia 
interna. 
Termoquímica 
Energia – Estado microscópico 
A energia sensível (Esen) está associada à energia cinética dos átomos e 
moléculas e dos seus componentes traduzida pelo nível de translações, rotações 
e vibrações. Quanto maior for a temperatura, maior será o número destes 
movimentos, maior será a energia sensível e consequentemente a energia 
interna. 
Termoquímica 
Energia – Estado microscópico 
A energia latente (Elat) está associada ao estado físico do sistema, ou seja, às 
forças de ligação intermoleculares e elas serão maiores nos sólidos do que nos 
líquidos e maior nestes do que nos gases. 
O fornecimento ou a remoção de energia térmica resulta na alteração da coesão 
molecular e poderá provocar uma mudança de estado como esquematizado. 
Por exemplo, para quebrar as ligações intermoleculares existentes num 
líquido e obter um estado gasoso é preciso fornecer energia correspondente 
ao calor latente de vaporização, também designado por entalpia de 
vaporização. 
Termoquímica 
Energia – Estado microscópico 
A energia química (Equi) está associada às ligações entre átomos numa molécula. 
Durante uma reação química, a energia de um sistema pode aumentar ou 
diminuir. 
 
A energia nuclear (Enuc) está associada às interações no interior do núcleo dos 
átomos, constituído por prótons e nêutrons. 
 
Unidades de energia 
• A unidade SI para energia é o joule, J. 
 
• Algumas vezes utilizamos a caloria em vez do joule: 
1 cal = 4,184 J (exatos) 
• Uma caloria nutricional: 
1 cal = 1.000 cal = 1 kcal 
Termoquímica 
Energia – Estado microscópico 
Energia Térmica 
“calor” 
Energia Sensível 
Energia Latente 
Fração da energia interna 
que pode ser transferida 
devido a diferença de 
temperatura 
A diferença de 
temperatura entre dois 
corpos gera a 
transferência de calor 
Gera um fluxo de calor 
+ 
= 
A energia transferida entre dois 
corpos (ou entre diferentes 
partes de um mesmo corpo) 
que têm temperaturas 
diferentes é denominada 
“calor” ou energia térmica. 
Conceito de calor 
Termoquímica 
Energia Térmica – “Calor” 
Corpo A 
50 oC 
Corpo A 
10 oC 
Para entender a transferência de energia é 
necessário conceituar sistema e vizinhança 
 
• Sistema: é a parte do universo na qual estamos 
interessados. 
• Vizinhança: é o resto do universo. 
Termoquímica 
Sistema e Vizinhança 
Termoquímica 
Tipos de Sistema 
Termodinâmica (Capítulo 19) 
 
Lei Zero da Termodinâmica 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Segunda Lei da Termodinâmica 
Lei Zero da Termodinâmica 
A lei zero da termodinâmica afirma que "Se dois corpos A e B 
estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro 
corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si“. Essa 
lei permite a definição de uma escala de temperatura, como por 
exemplo, as escalas de temperatura Celsius, Fahrenheit, Kelvin. 
Lei Zero da Termodinâmica 
A lei zero da termodinâmica afirma que "Se dois corpos A e B 
estão separadamente em equilíbrio térmico com um terceiro 
corpo C, então A e B estão em equilíbrio térmico entre si“. Essa 
lei permite a definição de uma escala de temperatura, como por 
exemplo, as escalas de temperatura Celsius, Fahrenheit, Kelvin. 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Energia interna (U) 
 
• Energia interna: é a soma de toda a energia cinética e 
potencial de um sistema. 
• Não se pode medir a energia interna absoluta. 
• A energia não pode ser criada ou destruída. 
• A energia (sistema + vizinhança) é constante. 
• Toda energia transferida de um sistema deve ser transferida 
para a vizinhança (e vice-versa). 
 
 
wqU 
Primeira Lei da Termodinâmica 
“quando um sistema sofre qualquer mudança física ou 
química, a variação obtida em sua energia interna, U, é dada 
pelo calor (q) adicionado ou liberado pelo sistema, mais o 
trabalho (w) realizado pelo sistema ou no sistema”: 
wqU 
Primeira Lei da Termodinâmica está relacionada com o 
princípio da conservação de energia. 
Primeira Lei da Termodinâmica 
• q é a transferência de energia que ocorre em consequência de uma 
diferença de temperatura, denominado de calor. 
 
• w é o trabalho, é a energia necessário para mover um objetocontra 
uma força. 
 
• Energia é a capacidade de realizar trabalho ou de 
transferir calor. 
wqU 
Primeira Lei da Termodinâmica 
U>0 
wqU 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Convenção de sinal para q e w 
q > 0 (+) - Sistema recebe calor para a vizinhança; 
q < 0 (-) - Sistema cede calor para a vizinhança; 
 
w > 0 (+) - Sistema recebe trabalho da vizinhança; 
sistema ganha energia (compressão) 
w < 0 (-) - Sistema realiza trabalho na vizinhança; 
sistema perde energia (expansão) 
 
Lembrando: sistema comprimido tem uma energia 
maior que um sistema expandido 
wqU 
U=q+w 
Obs.:U=E 
Primeira Lei da Termodinâmica 
wqU 
Ao receber uma quantidade de calor 50 J, um gás realiza 
um trabalho igual a 12 J, sabendo que a Energia interna 
do sistema antes de receber calor era 100 J, qual será 
esta energia após o recebimento? 
 
R.: Uf= 138 J 
 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Exercício 6 
wqU 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Calor (q) 
Calor é a transferência de energia que ocorre em 
consequência de uma diferença de temperatura. 
Tcmq ..
Sendo: 
m = massa da substância 
c = calor específico 
T é a variação de temperatura 
Calor específico (c): Corresponde à quantidade de calor recebida ou cedida por 
1 g da substância para elevar a sua temperatura de 1oC. 
wqU 
Maior c  menor troca de calor com a vizinhança, ou seja, maior 
será a quantidade de calor necessário para aquecê-lo. 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Calor específico 
wqU 
O calor específico de uma substância é 0,5 cal/g.oC. Se a 
temperatura de 4 g dessa substância passou de 10oC 
para 20 oC, pode-se afirmar que ela absorveu uma 
quantidade de calor, em calorias, de: 
 
a) 0,5 
 
b) 2 
 
c) 5 
 
d) 10 
 
e) 20 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Calor específico 
Exercício 6 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Trabalho (w) 
Trabalho realizado quando um sistema expande com dV 
contra a pressão externa é definido como: 
dVPdw ext
Sendo: 
Pext = Pressão externa 
dV é a variação infenitezimal de volume 
Como na expansão dV é positivo, isso significa que w é negativo. O sinal 
negativo nos informa que o sistema realiza trabalho contra a vizinhança e em 
consequência a energia interna do gás que realiza trabalho diminui. 
wqU 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Trabalho (w) 
Trabalho realizado quando um sistema expande com dV 
contra a pressão externa é definido como: 
dVPdw ext
Isotérmico (T=constante) 
i
f
V
V
nRTw ln
wqU 
 
• Função de estado: depende somente dos estados inicial e final do 
sistema. 
• Energia Interna: é uma função de estado. 
 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Funções de estado 
inicial 
inicial 
final 
 
• Energia Interna: é uma função de estado. 
 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Funções de estado 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Energia Interna versus Entalpia 
Energia Interna (U) 
•Volume constante Entalpia (H) 
• Pressão constante 
 
• As reações químicas podem absorver ou liberar calor. 
• No entanto, elas também podem provocar a realização de trabalho. 
• Entalpia, H: é o calor transferido entre o sistema e a vizinhança realizado 
sob pressão constante. 
• Entalpia é uma função de estado. 
• Quando H é positivo, o sistema ganha calor da vizinhança. 
• Quando H é negativo, o sistema libera calor para a vizinhança. 
 
 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia 
• Por exemplo, quando um gás é produzido, ele pode ser utilizado para empurrar um 
pistão, realizando, assim, trabalho. 
Zn(s) + 2H+(aq)  Zn2+(aq) + H2(g) 
• O trabalho realizado pela reação acima é denominado trabalho de pressão-
volume. 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia 
 
 
A entalpia é uma propriedade extensiva (a ordem de grandeza do H é 
diretamente proporcional à quantidade): 
CH4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(l) H = -890 kJ 
2CH4(g) + 4O2(g)  2CO2(g) + 4H2O(g) H = 1780 kJ 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia de reação 
 
• Quando invertemos uma reação, alteramos o sinal do H: 
CO2(g) + 2H2O(l)  CH4(g) + 2O2(g) H = +890 kJ 
 
• A variação na entalpia depende do estado: 
H2O(g)  H2O(l) H = -88 kJ 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia de reação 
 
• A lei de Hess: se uma reação é executada em uma série de etapas, o H para 
a reação será igual à soma das variações de entalpia para as etapas individuais. 
• Por exemplo: 
CH4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(g) H = -802 kJ 
2H2O(g)  2H2O(l) H = -88 kJ 
CH4(g) + 2O2(g)  CO2(g) + 2H2O(l) H = -890 kJ 
 
 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia de reação – Lei de Hess 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia de reação – Lei de Hess 
Observe que: H1 = H2 + H3 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia de formação 
• Se 1 mol de composto é formado a partir de seus elementos constituintes, a 
variação de entalpia para a reação é denominada entalpia de formação, Hof . 
• Condições padrão (estado padrão): 1 atm e 25 oC (298 K). 
• A entalpia padrão, Ho, é a entalpia medida quando tudo está em seu estado 
padrão. 
• Entalpia padrão de formação: 1 mol de composto é formado a partir de 
substâncias em seus estados padrão. 
• Se existe mais de um estado para uma substância sob condições padrão, o 
estado mais estável é utilizado. 
• A entalpia padrão de formação da forma mais estável de um elemento é zero. 
 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia de formação 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Entalpia de formação 
reagentesprodutos HHH   
Calcule o ∆Hөf em kcal mol
-1, a 25 °C, para: 
 Fe2O3(s) + CO(g) → 2 FeO(s) + CO2(g) 
Dados os calores de formação em kcal mol-1 : 
∆Hөf Fe2O3(s) = –196,50 
∆Hөf CO(g) = –26,41 
∆Hөf FeO(s) = –63,80 
∆Hөf CO2(g) = –94,05 
 
 
a) 12,60 b) 6,30 c) 37,50 d) 1,26 e) 9,80 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Exercício 7 
Considere a equação a seguir: 
 
 2H2 (g) + O2 (g)  2H2O (l) H = -572 kJ 
 
Assinale V ou F: 
( ) Exotérmica, liberando 286 kJ por mol de oxigênio consumido. 
( ) Exotérmica, liberando 572 kJ para dois mols de água produzida. 
( ) Endotérmica, consumindo 572 kJ para dois mols de água 
produzida. 
( ) Endotérmica, liberando 572 kJ para dois mols de oxigênio 
consumido. 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Exercício 8 
Considere o diagrama de entalpia: 
Qual a opção que contém a equação química correta? 
 
a) H2(g) + ½ O2(g)  H2O(g) AH = +242 kJ/mol 
b)H2O(l)  H2O(g) AH = -41 kJ/mol 
c) H2(g) + 1/2 O2(g)  H2O (l) AH= +41 kJ/mol 
d)H2O(l)  H2(g) + ½ O2(g) AH = +283 kJ/mol 
e)H2O (g)  H2(g) + ½ O2(g) AH= 0 kJ/mol 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Exercício 9 
Calcule o H da reação abaixo: 
 
 C(graf) + ½ O2(g)  CO2 (g) H = ? 
 
Sabendo que : 
 
C(graf) + O2 (g)  CO2 (g) H1 = - 94,1 kcal/mol 
 
CO2 (g) + ½ O2 (g)  CO2 (g) H2 = - 67,7 kcal/mol 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Exercício 10 
H= -327,6 kcal/mol 
Primeira Lei da Termodinâmica 
Exercício 10 
Calcule o H da reação abaixo: 
 
 PCl3(l) + Cl2(g)  PCl5 (s) H = ? 
 
Sabendo que : 
 
2P(s) + 3Cl2 (g)  2PCl3 (l) H1 = - 640 kJ/mol 
 
2P(s) + 5Cl2 (g)  2PCl5 (l) H1 = - 887 kJ/mol 
PrimeiraLei da Termodinâmica 
Exercício 11 
Calcule o H da reação abaixo: 
 
 N2H4(l) + H2(g)  2NH3 (g) H = ? 
 
Sabendo que : 
 
N2(g) + 3H2 (g)  N2H4 (l) H1 = + 51 kJ/mol 
 
N2(g) + 3H2 (g)  2NH3 (g) H1 = - 92 kJ/mol