Dê a definição dos seguintes termos usados na termoquímica.
(a) Exotérmico e endotérmico
(b) Sistema e vizinhança
© Capacidade calorífica
(d) Função de estado
(e) Estado padrão
(f) Variação de entalpia
(g) Entalpia padrão de formação
(a) Exotérmico e endotérmico
(b) Sistema e vizinhança
© Capacidade calorífica
(d) Função de estado
(e) Estado padrão
(f) Variação de entalpia
(g) Entalpia padrão de formação
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente dar definições de vários termos de termoquímica: exotérmico/endotérmico, sistema/vizinhaça, capacidade calorífica, função de estado, estado padrão, variação de entalpia e entalpia padrão de formação. Isso é conteúdo de termodinâmica química, então vamos precisar entender o que é calor, entalpia e propriedades de sistemas termodinâmicos antes de mais nada.
Passo 2
(a) Exotérmico e endotérmico
Teoria: na termoquímica a gente vê se um processo libera calor (calor sai do sistema) ou absorve calor (calor entra no sistema).
– Exotérmico: sistema libera calor para a vizinhança. A variação de entalpia é negativa, .
– Endotérmico: sistema absorve calor da vizinhança. A variação de entalpia é positiva, .
Teoria: na termoquímica a gente vê se um processo libera calor (calor sai do sistema) ou absorve calor (calor entra no sistema).
– Exotérmico: sistema libera calor para a vizinhança. A variação de entalpia é negativa,
– Endotérmico: sistema absorve calor da vizinhança. A variação de entalpia é positiva,
Passo 3
(b) Sistema e vizinhança
Teoria: pra estudar troca de energia a gente isola mentalmente uma porção do mundo (o sistema) e chama tudo fora dele de vizinhança.
– Sistema: parte do universo que estamos investigando (uma reação, um recipiente com gás etc.).
– Vizinhança (ou arredores): tudo o que interage com o sistema trocando calor ou trabalho.
Teoria: pra estudar troca de energia a gente isola mentalmente uma porção do mundo (o sistema) e chama tudo fora dele de vizinhança.
– Sistema: parte do universo que estamos investigando (uma reação, um recipiente com gás etc.).
– Vizinhança (ou arredores): tudo o que interage com o sistema trocando calor ou trabalho.
Passo 4
© Capacidade calorífica
Teoria: capacidade calorífica (ou calor específico, se for por massa ou mol) diz quanto de calor causa uma certa mudança de temperatura.
A definição é
Teoria: capacidade calorífica (ou calor específico, se for por massa ou mol) diz quanto de calor causa uma certa mudança de temperatura.
A definição é
onde
é o calor absorvido/cedido e
é a variação de temperatura. É uma propriedade extensiva (depende da quantidade de matéria).
Passo 5
(d) Função de estado
Teoria: função de estado é uma propriedade que só depende do estado atual (por exemplo, pressão, temperatura, composição), não do caminho.
Exemplos: energia interna , entalpia
, entropia
.
Se você vai de A para B, a variação independe do processo curtinho ou tortuoso que você fizer.
Teoria: função de estado é uma propriedade que só depende do estado atual (por exemplo, pressão, temperatura, composição), não do caminho.
Exemplos: energia interna
Se você vai de A para B, a variação
Passo 6
(e) Estado padrão
Teoria: é a forma mais estável de uma substância nas condições de referência. Normalmente:
– Pureza: substância pura em 1 bar de pressão
– Temperatura: 298 K (25 °C), salvo indicação contrária
A partir daí medimos entalpias padrão, energias padrão etc.
Teoria: é a forma mais estável de uma substância nas condições de referência. Normalmente:
– Pureza: substância pura em 1 bar de pressão
– Temperatura: 298 K (25 °C), salvo indicação contrária
A partir daí medimos entalpias padrão, energias padrão etc.
Passo 7
(f) Variação de entalpia
Teoria: entalpia é energia térmica a pressão constante. A variação de entalpia de um processo é
Teoria: entalpia
e numericamente igual ao calor trocado a
constante:
.
Passo 8
(g) Entalpia padrão de formação
Teoria: é a variação de entalpia quando 1 mol de composto se forma a partir dos seus elementos no estado padrão, à pressão de 1 bar (e geralmente 298 K). Denotamos por .
Teoria: é a variação de entalpia quando 1 mol de composto se forma a partir dos seus elementos no estado padrão, à pressão de 1 bar (e geralmente 298 K). Denotamos por
Resposta
(a) Exotérmico: libera calor (
). Endotérmico: absorve calor (
).
(b) Sistema: parte estudada; vizinhança: resto do universo que troca energia com o sistema.
© Capacidade calorífica: , calor necessário para mudar a temperatura.
(d) Função de estado: depende só do estado inicial/final, não do caminho (ex.: ,
,
).
(e) Estado padrão: forma mais estável de uma substância a 1 bar e 298 K.
(f) Variação de entalpia: , igual ao calor a
constante.
(g) Entalpia padrão de formação: , entalpia para formar 1 mol de composto a partir dos elementos em estado padrão.
(b) Sistema: parte estudada; vizinhança: resto do universo que troca energia com o sistema.
© Capacidade calorífica:
(d) Função de estado: depende só do estado inicial/final, não do caminho (ex.:
(e) Estado padrão: forma mais estável de uma substância a 1 bar e 298 K.
(f) Variação de entalpia:
(g) Entalpia padrão de formação: