Termodinâmica Química

Conhecimentos de Base Recomendados

Análise Matemática I e II; Química Geral. Inglês (nível do quadro europeu nível3/B1).

Métodos de Ensino

O ensino é ministrado em sessões teóricas e teórico-práticas. As aulas teóricas são expositivas mas também incluem exemplos e exercícios de aplicação dos conhecimentos adquiridos. As aulas teórico-práticas destinam-se à resolução de problemas por parte dos alunos, onde se encoraja o trabalho e a discussão em grupo. Nas aulas teórico-práticas utilizam-se também metodologias virtuais recorrendo a aplicativos elaborados em javascript e applets java desenvolvidos especificamente para a unidade curricular (embora possam ser utilizados em âmbito mais geral).

Resultados de Aprendizagem

Os objetivos orientam-se para os aspetos mais diretamente ligados às aplicações com incidência especial no cálculo de propriedades termodinâmicas em sistemas de fases fluídas , dominantes em processos químicos. É adotado o ponto de vista clássico, macroscópico, sem excluir, todavia, o recurso (embora limitado) à Termodinâmica Molecular.

Procura-se desenvolver as seguintes competências: desenvolvimento do raciocínio crítico; adaptabilidade a novas situações; competência em aprendizagem autónoma; competência em aplicar na prática os conhecimentos teóricos; competência em análise e síntese; conhecimentos de informática relativos ao âmbito do estudo; competência para resolver problemas.

Estágio(s)

Não

Programa

1.ª PARTE/Sistemas de composição fixa: revisão de relações e conceitos fundamentais.  Coeficientes mecânicos adiabáticos e térmicos. Relações  entre os coeficientes. Cálculo de capacidades caloríficas: Capacidades caloríficas de gases; Capacidades caloríficas de líquidos e capacidades caloríficas de sólidos (referência a métodos de previsão).

2.ª PARTE/Fases de composição variável: Equação de Gibbs-Duhem. Determinação de propriedades molares parciais. Equilíbrio de fases em sistemas de um componente:  Equação de Clapeyron-Clausius. Pressão de vapor: equações semi- empíricas; estimativa. Curva de fusão; equação de Simon.  Equilíbrio de fases das misturas: Fugacidade e actividade. Mistura ideal: Lei de Henry. Regra de Lewis e Randall. Lei de Raoult. Funções termodinâmicas de excesso (Energia de Gibbs de excesso); Cálculo do equilíbrio líquido+vapor: Cálculos BUBLP; DEWP; BUBLT; DEWT; FLASH.  Solubilidade gás+líquido. Equilíbrio líquido+líquido. Equilíbrio  sólido+líquido.     

Docente(s) responsável(eis)

Abel Gomes Martins Ferreira

Métodos de Avaliação

Avaliação
Exame: 100.0%

Bibliografia

Lobo, L. Q.; Ferreira, A. G. M. Termodinâmica e Propriedades Termofísicas, Vol 1, Termodinâmica das fases, I.U.C, Coimbra, 2006.

Smith, J. M.; Van Ness, H. C.; Abbott, M. M. Introduction to chemical engineering thermodynamics, 6th ed., McGraw-Hill, New York, 2001.

Prausnitz, J. M.; Lichtenthaler, R. N.; Azevedo, E. G. Molecular thermodynamics of fluid phase equilibria, 3rd ed., Prentice-Hall, Englewood Cliffs,

Van Ness, H. C.; Abbott, M. M. Classical thermodynamics of non-electrolyte solutions, McGraw-Hill, 1982.

Azevedo, E. G. Termodinâmica aplicada, 3ª ed., Escolar Editora, Lisboa, 2011.

 

É de destacar os livros de autores portugueses. Contudo, são referências indispensáveis as obras de J. M. Prausnitz (Univ. da Califórnia, Berkeley) e colaboradores, e as de H. C. Van Ness (como co-autor de J. M. Smith, Univ. da Califórnia, Davis), do Rensselaer Polytechnic Inst. de Nova York, melhoradas significativamente desde que se lhes juntou na co-autoria M. M. Abbott, do mesmo Instituto.