Teste de Leitura


Este é um teste que visa avaliar possíveis dificuldades de compreensão de leitura de textos de Química. A seguir você encontra dois trechos de dois manuais de Físico-Química utilizados em cursos de graduação. Leia os textos e responda às perguntas nos campos indicados. O padrão de resposta é livre. Sua resposta será examinada e, ao final da observação de um grupo de respondentes, entraremos em contato com você via e-mail.

Elaboração: Siane Simioni - Bolsista FAPERGS

Supervisão: Profa. Dra. Maria José Bocorny Finatto

Implementação: Marcelo Castiel Ruas


Estão previstos três tipos de leitores: a) estudantes de Química; b) estudantes de Tradução; c) outros.

Se você não for estudante de Química ou de Tradução, escolha a opção “outros”.


 

PILLA, Luiz. Físico-Química I:termodinâmica química e equilíbrio químico. 2ª ed.revisada e atualizada por José Schifino. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2006,

p. 181-184.

 

5- A Primeira Lei da Termodinâmica. Energia Interna e Entalpia.

5.12- Trabalho Elétrico numa Transformação Química Reversível

5.13- Efeito Térmico de uma Transformação

 

5.14- Entalpia

Além da energia interna ou intrínseca, U, todo o sistema possui uma energia elástica, PV, resultante do volume V que ocupa sob a pressão P. A energia PV pode ser considerada como o trabalho necessário para gerar um volume V sob uma pressão P.

As duas quantidades U e PV encontram-se freqüentemente associadas nas equações termodinâmicas. Por isso, Gibbs (1875) introduziu uma nova função de estado denominada entalpia (do grego en, em,+ thalpein, quente), definida como a soma destas duas quantidades:

H = U + PV                                                               (5.51)

 

Embora seja uma propriedade composta, a entalpia mostrou-se mais importante do que a energia interna, principalmente no estudo dos fenômenos que se realizam sob pressão constante.

A entalpia é uma propriedade extensiva, pois U e PV também o são. Em qualquer transformação, o acréscimo de entalpia de um sistema será

∆H = ∆U + ∆(PV)                                                      (5.52)

 

e, se a transformação for isobárica,

∆Hp = ∆Up + P∆V                                                      (5.53)

 

Um acréscimo infinitesimal de entalpia é uma diferencial exata, expressa por

dH = dU + PdV + VdP                                                .(5.54)

 

Mas, numa transformação termelástica, dU é dado por

dU = dq – PdV                       (dw’ = 0)                                (5.55)

 

que, introduzida na equação (5-54), leva a

dH = dq + VdP                      (dw’ = 0)                                (5.56)

 

A integração destas equações dá, respectivamente,     (w’ = 0)               (5.57)
    (w’ = 0)               (5.58)

 

É evidente que, se a transformação for acompanhada de produção de trabalho útil, além do trabalho PdV, as equações (5-55) e (5-56) passam a

dU = dq – PdV + dw’

dH = dq + VdP + dw’

5.15- Efeito térmico sob condições restritivas

 

Trabalho e calor trocados entre o sistema e o meio externo, numa transformação entre dois estados, dependem do processo, ou seja, dos estados intermediários pelos quais passa o sistema.

Contudo, sob determinadas condições impostas ao sistema, calor e trabalho tornam-se iguais a variações de propriedades termodinâmicas e passam a depender, por isso, apenas dos estados inicial e final do sistema.

 

Assim, nas transformações termelásticas em que o volume permanece constante, a equação (5.55) dá

 

dUv = dqv           (dw’ = 0)                                            (5.59)

ou

∆Uv = qv          (w’ = 0)                                             (5.60)

 

       Portanto, em toda a transformação isométrica em que nenhum trabalho útil é produzido, o acréscimo de energia interna do sistema é igual ao calor recebido.

       Nas transformações termelásticas em que a pressão permanece constante, obtém-se, em virtude da equação (5-56),

dHp = dqp        (dw’ = 0)                                            (5.61)

∆Hp = qp          (w’ = 0)                                              (5.62)

 

       Portanto, em toda a transformação isobárica em que nenhum trabalho útil é produzido, o acréscimo de entalpia do sistema é igual ao calor recebido.

As equações (5.60) e (5.62), válidas para qualquer processo, reversível ou irreversível, são de grande importância prática e mostram que a calorimetria é um dos mais importantes recursos experimentais da Termodinâmica.

 

 

 

ATKINS, Peter, PAULA, Julio de. Físico-Química. Volume 1. Rio de Janeiro: LTC, 7ª ed., 2003, p.46-47. Traduzido por Edílson C. da Silva; Márcio José E. de Mello; Oswaldo E. Barcia, professores do Departamento de Físico-Química da UFRJ.

 

2. A primeira lei: conceitos

 

2.3 Trabalho e Expansão

2.4 Trocas Térmicas

2.5 Entalpia

A variação da energia interna não é igual ao calor recebido pelo sistema quando o volume não for constante. De fato, nestas circunstâncias, parte da energia fornecida como calor retorna às vizinhanças na forma de trabalho de expansão (Fig. 2.13), e então dU é menor do que dq. Entretanto, veremos que neste caso o calor fornecido a pressão constante é igual à variação de outra propriedade termodinâmica do sistema, a entalpia.

 

(a) A definição de entalpia

A entalpia, H, é definida como

H = U + pV                                                                (2.23)

 

onde p é a pressão do sistema e V volume. Como U, p e V são funções de estado, a entalpia também é uma função de estado. Como qualquer outra função de estado, a variação de entalpia, ΔH, entre um par de estados inicial e final é independente do processo que leva o sistema de um estado para outro.

Embora a definição de entalpia possa parecer arbitrária, ela tem implicações importantes para a termoquímica. Por exemplo, mostramos na Justificativa que é vista a seguir que a Eq.2.23 implica que a variação de entalpia é igual ao calor fornecido ao sistema, a pressão constante (desde que o sistema não efetue trabalho além do de expansão):

dH = dq (a volume constante, sem trabalho extra)                          (2.24a)

No caso de uma variação finita,

ΔH = qp                                                                     (2.24b)


Justificativa 2.1

No caso de uma variação infinitesimal qualquer no estado do sistema, U passa a U + dU, p a p + dp e V a

V + dV. Logo, de acordo com a Eq.2.23, H passa de U + pV para

H + dH = (U + dU) + (p + dp)(V + dV) = U + dU + pV + pdV + Vdp + dpdV

 

O último termo no segundo membro é o produto de duas grandezas infinitesimais e pode ser desprezado. Então, substituindo-se U + pV no segundo membro por H, vemos que H passa para

H + dH = H + dU + pdV + Vdp

e portanto

dH = dU + pdV + Vdp

 

Se fizermos agora dU = dq + dw nesta expressão, temos

dH = dq + dw + pdV + Vdp

 

Se o sistema estiver em equilíbrio mecânico com as vizinhanças, na pressão p, e se o único trabalho for o de expansão, podemos escrever que dw = -pdV e obtemos

dH = dq + Vdq

 

Impomos agora a restrição do aquecimento ocorrer a pressão constante escrevendo dp = 0. Então

dH = dq   (a pressão constante, sem trabalho extra)

que é a Eq.2.24a.


O resultado expresso pela Eq. 2.24 afirma que quando um sistema está a pressão constante e só efetua trabalho de expansão, a variação de entalpia é igual à energia fornecida ao sistema na forma de calor. Por exemplo, se fornecemos à água contida num béquer aberto, através de um aquecedor elétrico, 36 kJ de energia, a entalpia da água aumenta de 36 kJ e escrevemos ΔH = +36 kJ.


Depois de ler os 2 textos, selecione a sua modalidade de leitor. Se precisar, leia mais de uma vez.
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