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APLICAÇÃO DA TERMODINÂMICA SISTEMAS SIMPLES

APLICAÇÃO DA TERMODINÂMICA SISTEMAS SIMPLES. Breno Nonato Farmácia 2013. EQULÍBRIO DE FASES: SUBSTÂNCIA PURA. Condição de espontaneidade - uma substância tem tendência espontânea de mudar para a fase com a menor energia de Gibbs molar. C (s, grafite)  C (s, diamante) G = ?.

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APLICAÇÃO DA TERMODINÂMICA SISTEMAS SIMPLES

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  1. APLICAÇÃO DA TERMODINÂMICA SISTEMAS SIMPLES Breno Nonato Farmácia 2013

  2. EQULÍBRIO DE FASES: SUBSTÂNCIA PURA Condição de espontaneidade - uma substância tem tendência espontânea de mudar para a fase com a menor energia de Gibbs molar. C(s, grafite) C(s, diamante) G = ?

  3. (1)  (2) G = n(Gm(2) -Gm(1)) Se: a uma dada temperatura e pressão G(2) > G(1) A fase (1) é termodinâmica mais estável  a fase (2) converte-se para a fase (1) • Variação da energia de Gibbs com a pressão e com a temperatura • dG = VdP - SdT (para uma variação reversível) • Energia de Gibbs molar dGm = VmdP - SmdT

  4. Se a temperatura for constante: dT=0 • Gm = VmP • Se a pressão for constante: dP=0 • Gm = -SmT • Para o gás ideal PV=nRT , Vm = V/n • Vm = RT/ P Porque as substâncias fundem e vaporizam-se?? R: teoria das colisões

  5. Distribuição de Maxuell

  6. Assim, pode-se prever o comportamento da energia de Gibbs em função da pressão e da temperatura dGm = VmdP - SmdT

  7. Temperatura de transição: é a temperatura em que a uma dada pressão, as energias de Gibbs molares das duas fases são iguais. Portanto não há variação na energia de Gibbs molar, logo as duas fases estão em equilíbrio.

  8. O estado de equilíbrio de um corpo uniforme é determinado pela especificação de duas quantidades termodinâmicas, como V e U, por exemplo. • Entretanto, pode acontecer de que no mesmo sistema com V e U definidos, o corpo não seja uniforme quando em equilíbrio térmico, mas divide-se em duas partes uniformes em contato uma com a outra. Estes são estados diferentes. • Estes estados de uma substância, que podem existir simultaneamente em equilíbrio e em contato são chamados de deferentes fases da substância. • Veremos agora as condições de equilíbrio de duas fases da mesma substância.

  9. A temperatura das duas fases devem ser igual: T1= T2; • A pressão das duas fases deve ser igual: P1 = P2, pois as duas fases exercem forças opostas idênticas na superficie de contato; • Finalmente, os potenciais químicos das fases devem ser iguais: 1 = 2. Curva de equilíbrio de fases: P x T

  10. O potencial químico determina qual fase é a termodinâmicamente estável para uma particular T e P; • O potencial químico tende para um mínimo; • No ponto de fusão Tf o s = l; • No ponto de ebulição Tb. o l = g

  11. Regra das fases: F = C - P +2 F = nº de graus de liberdade; C = nº de componentes; P = nº de fases.

  12. Diagrama de fases da água

  13. Diagrama de fases do carbono

  14. Fazer a descrição do resfriamento

  15. Vimos que a pressão de vapor varia com atemperatura - colisões moleculares Temperatura de ebulição Pvapor = Patmosférica

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