Aula 1 - Conceitos Fundamentais

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Professora: Gabriela Fontes Deiró Ferreira
Gabriela.ferreira@unifacs.br
Entropia
Entalpia
Energia de Gibbs
Energia de 
Helmholtz
Gases reais
Equilíbrio
Fugacidade
Princípio de Le 
Chatelier
Propriedade de 
Estado
Equações de 
Estado
Matéria
Estados da matéria
▪ Os estados da matéria podem ser distinguidos pelos arranjos e
movimentos dos seus átomos e moléculas. Em um sólido os átomos
estão empacotados, quase não se movimentam.
▪ Nos líquidos os átomos e moléculas possuem energia suficiente para
mover-se uns em relação aos outros.
▪ No gás, as moléculas são totalmente livres umas das outras.
Sólido Líquido Gás
Gás Ideal
Gás Real
RT
Pv
Z =Correção devido ao desvio da idealidade 
Propriedades da Matéria
Propriedades Intensiva
Não depende do tamanho da amostra.
Propriedades Extensiva
Depende do tamanho da amostra.
Volume
Extensiva
Temperatura
Intensiva
Coloração
Intensiva
Outras propriedades intensivas: densidade, cheiro, ponto de fusão,
ponto de ebulição.
Propriedades da Matéria
Propriedades Molar
Propriedade extensiva, divida pela quantidade de substância presente
na amostra;
Medidas de Quantidade
✓ Massa
✓ Número de mol (n)
✓ Volume
𝑛 =
𝑚
𝑀𝑀
𝑉 =
𝑉
𝑛
Volume molar:
Volume específico:
𝑉 =
𝑉
𝑚
Massa específica: 𝑚 =
𝑚
𝑉
Propriedades da Matéria
Densidade
Relação entre a massa específica de uma determinada substância e a
massa específica de uma substância padrão.
𝑑 =
𝜌
𝜌𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜
Para líquidos: 𝜌𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜 = 𝜌á𝑔𝑢𝑎= 1000 kg/m³ a 4°C
𝜌𝑝𝑎𝑑𝑟ã𝑜 = 𝜌𝑎𝑟= 1,29 kg/m³ a 0°C
Propriedades da Matéria
Escala de Temperatura
𝑇 𝐾 = 1,8𝑇 °𝐶 + 32
𝑇 °𝐹 = 𝑇 °𝐶 + 273,15
671,67
R
491,67
°R
𝑇 𝑅 = 1,8𝑇 𝐾
𝑇 °𝐹 = 𝑇 𝑅 − 459,67
Propriedades de estado:
São características de um sistema cujos valores numéricos podem ser
conhecidos independentemente do caminho do processo. Algumas
propriedades são medidas diretamente (T, P) outras determinadas
indiretamente (U).
Estado: Condição do sistema descrito por suas propriedades.
Funções de caminho: Variáveis que dependem do histórico do processo.
Ex: Calor e trabalho, taxas (vazões mássicas, molares...)
Processo: Resultado da variação das propriedades de estado. É o
caminho definido pelas sucessivas transformações do sistema de um
estado para outro.
Propriedades da Matéria
Equilíbrio: Estado no qual as propriedades não variam com o tempo.
Mudanças microscópicas podem estar ocorrendo mas se anulando.
Todas as forças motrizes encontram-se equilibradas ⇒ A existência de
todos estes equilíbrios determina o equilíbrio termodinâmico total.
• Pressão ⇒ transferência de energia como trabalho.
• Temperatura ⇒ transferência de energia como calor.
• Potencial químico ⇒ transferência de massa de uma fase a outra ou
possibilidade ou não de haver reação química.
Propriedades da Matéria
SISTEMAS
Na termodinâmica o universo é formado por um sistema e
sua vizinhança.
SISTEMA
Vizinhança
O sistema e a vizinhança interagem através dos limites do
sistema (fronteira)
Fronteiras
SISTEMAS
1ª LEI DA TERMODINÂMICA
Princípio da conservação da energia:
Para um dado processo, diz respeito à modificações
ocorridas tanto no sistema quanto nas vizinhanças.
(Energia do Sistema) + (Energia das vizinhanças) = 0
“A quantidade total de energia do universo é constante. Isto é, quando 
desaparece numa forma reaparece simultaneamente em outra(s) 
forma(s)”. 
Sistema Região na qual ocorre o processo
Vizinhança Tudo com o que o sistema interage
1ª LEI DA TERMODINÂMICA
✓ Calor e trabalho representam energia em trânsito através da fronteira 
que separa o sistema de suas vizinhanças;
✓ Calor e trabalho nunca estão armazenados ou contidos no sistema.
(Energia do Sistema) + (Energia das vizinhanças) = 0
EK + EP + U =  Q  W
Daí:
(Energia do Sistema) = EK + EP + U
(Energia das vizinhanças) =  Q W
1ª LEI DA TERMODINÂMICA
Princípio Zero daTermodinâmica Princípio do Equilíbrio Térmico
“Sistemas com temperaturas diferentes postos em contato adquirem a mesma
temperatura após um determinado intervalo de tempo, atingindo o equilíbrio térmico”.
Primeiro Princípio da Termodinâmica Princípio da Conservação da
Energia
“A quantidade total de energia é constante e quando a energia desaparece em uma
forma, esta reaparece simultaneamente em outras formas, sendo aplicado ao sistema
e suas vizinhanças”;
Segundo Princípio daTermodinâmica Espontaneidade dos fenômenos
“Existe uma direção natural (espontaneidade) nas transformações de um tipo de
energia em outro”.
Terceiro Princípio daTermodinâmica Cálculo da Entropia
“A entropia de uma substância pura e perfeitamente cristalina é zero no zero absoluto
de temperatura” (Nernst e Planck).
Equação de Estado
Sistemas de unidade
Unidades Básicas ou Fundamentais: Reconhecidas pela nossa percepção
sensitiva e não definida em termos de alguma coisa mais simples. A sua
utilização requer a definição de escalas de medidas arbitrárias.
Sistemas de unidade
Sistemas de unidade
5 quilogramas + 3 calorias
Não tem significado, pois as dimensões dos dois termos são diferentes !!!
1 kg + 500 gramas
Pode ser executada apenas após as unidades serem transformadas em iguais, 
sejam libras, gramas, kg, onças e assim por diante.
1 kg =1000 gramas, então, 1000 g + 500 g pode ser somado, resultando em 
1500g
Exemplo: Transforme 400 in^3/dia em cm^3/min
min
56,4
min60
1
24
1
54,2400
333 cmh
h
dia
in
cm
dia
in
=





Energia = Força * Distância = (Kg*m/s^2) * (m) = kg*m^2/s^2 = J (Joule)
Sistemas de unidade
Sistemas Absolutos
- Inglês (fps: foot.pound.second ou pé.libra.segundo)
- Métrico
- cgs (centímetro.grama.segundo)
- mks (metro.kilograma.segundo)
Sistemas de unidade
Sistema Inglês: Massa (lbm), comprimento (ft), tempo (s), força (lbf =
32,174 lb.ft/s²) ⇒ 1lbf é a força necessária para acelerar uma massa de 1 lb
em 32,174 ft/s²
Sistemas de unidade
Sistemas de unidade
Sistemas de unidade
Sistemas de unidade
Sistemas de unidade