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APLICAÇÃO DA TERMODINÂMICA SISTEMAS SIMPLES Breno Nonato Farmácia 2013.

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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(G m (2) -G m (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 dG m = V m dP - S m dT

4 Se a temperatura for constante: dT=0 G m = V m P Se a pressão for constante: dP=0 G m = -S m T Para o gás ideal PV=nRT, V m = V/n V m = 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 dG m = V m dP - S m dT

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 1.A temperatura das duas fases devem ser igual: T 1 = T 2 ; 2.A pressão das duas fases deve ser igual: P 1 = P 2, pois as duas fases exercem forças opostas idênticas na superficie de contato; 3.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 T f o s = l; No ponto de ebulição T b. 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 P vapor = P atmosférica


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