Energia de gibbs (2)

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Energia de gibbs (2)

  1. 1. Entropia e energia livre de Gibbs
  2. 2. Segunda lei. Pela segunda lei algumas coisa podem ocorrer naturalmente ou não, como: um gás expandir e preencher todo o volume de um recipiente. Para que isso ocorra há alguns aspectos que determinam a direção espontânea da transformação. Mesmo que se force algumas reações para ocorrer em sentido contrario, nenhum desses processos ocorre espontaneamente; só pode ser realizados com aplicação de algum tipo de trabalho.
  3. 3.  Existem duas classes de processos: os espontâneos e os não-espontâneos, que são postulados pela segunda lei da termodinâmica. Kelvin postulou: “ Nenhum processo e possível onde o único resultado e a absorção de calor de um reservatório e sua conversão completa em trabalho”
  4. 4. Dispersão energética Dispersão pode ser ilustrada pensando em uma bola pulando em uma superfície. A bola nunca atinge a mesma altura após cada pulo porque existem perdas inelásticas dos materiais da bola e do chão. A direção e aquela onde a bola estará em repouso com toda sua energia dispersa no movimento termal dos átomos. Uma bola em repouso nunca começara a pular espontaneamente.
  5. 5. entropia A primeira lei introduziu a energia interna U. A energia interna é uma função de estado que nos permite perceber quando uma mudança e permitida. A segunda lei também pode expressa em termos de outra função de estado, a entropia S. A entropia é uma medição da desordem de um sistema, que permite prever quando um estado e acessível por uma mudança espontânea.
  6. 6.  A Segunda Lei utiliza a entropia para identificar as mudanças espontâneas entre aquelas permitidas.  Definição Termodinâmica da EntropiaConcentra-se na variação de entropia, das, que ocorrecomo resultado de uma mudança física ou química.E motivada pela ideia de que uma mudança no contextoonde a energia e dispersa em uma maneira desordenadadepende da quantidade de energia transferida como calor. em suma entropia é a medida de grau de desordem de umsistema.
  7. 7.  ∆S= Sf-Si Essa formula pode dizer se há um aumento ou uma diminuição da desordem em determinado sistema; Se ∆S>0, há um aumento da desordem Se ∆S<0, há uma diminuição da desordem
  8. 8. Variações de entropia 1 : com temperatura∆S=nCp,m * lnTf (P cte) Ti∆S=nCv,m * lnTf (V cte) TiSe não for molar, basta retirar o MEx: ∆S=nCv,*lnTf Ti
  9. 9.  2 :Variação de volume( expansão isotérmica reversível)Nesse caso temos que: W= -nRt*lnVf, ∆U vale 0 e ∆T tambémvale 0 ViCom ∆U =0 , temos ∆U = w+q W= -qSe ∆S= q , substitui, w em q, vem: ∆S= nR*lnVf t Vi3 :mudança de estado fisicoPara esse caso temos:∆S= ∆Hmudança T
  10. 10. Energia de Gibbs A energia livre recebeu este nome em função de ter sido deduzida pelo cientista Josiah Willard Gibbs, nos Estados Unidos no século XIX, cientista este que foi responsável pelos fundamentos da termodinâmica e pela Físico-Química
  11. 11. Equação de gibbs A energia livre de Gibbs (∆Gº), é uma grandeza termodinâmica definida como a diferença entre variação de entalpia (∆Hº) e a temperatura (T) vezes a variação de entropia (∆Sº) em uma reação. De acordo com a equação abaixo: ∆Gº=∆Hº – T∆Sº
  12. 12. A equação de Gibbs A equação ∆G = ∆H – T. ∆S, determina se a reação é espontânea ou não e se ainda se a mesma esta em equilíbrio. De modo que:
  13. 13. A equação: Onde: ∆Hº= é uma função de estado chamada de variação de entalpia que informa a variação de energia em pressão constante. T= a temperatura é uma grandeza física intensiva que é influenciada ou sofre influência das variações energéticas durante a movimentação das partículas. ∆Sº= a variação de entropia é uma função de estado que informa a variação de energia em função do estado de liberdade das partículas.
  14. 14.  pode-se analisar a espontaneidade de uma reação por meio do ∆H e ∆S, sendo possível então saber o ∆G. Reação endotérmica com diminuição de entropia: ∆H >0 e ∆S<0, portanto ∆G sempre +, e a reação nuncaespontânea. reação endotérmica com aumento da entropia: ∆H >0 e ∆S>0, portanto a reação é espontânea (∆G<0)emtemperaturas elevadas e não espontâneas(∆G>0) emtemperaturas baixas.Reação exotérmica com aumento de entropia:∆H<0 e ∆S>0, portanto o ∆G<0, sempre espontânea.
  15. 15. Para reações exotérmicas com diminuição de entropia:∆H<0 e ∆S<0, a reação será espontânea (∆G<0)emtemperaturas baixas e não espontâneas(∆G>0) emtemperaturas elevadas.Quando a T é determinante para espontaneidade podemoscalcular a Teq.(temperatura de equilíbrio).(∆G=0) Teq = ∆H ∆SPara reações endotérmicas: para reações exotérmicas:Teq>0, espontânea Teq>0 não espontâneaTeq<0, não espontânea Teq<0, espontânea
  16. 16. exemplificando Calcule a variação de energia livre da formação da amônia a 25ºC e 1atm. Quando ∆Hº= -46,11KJ∙mol-1 e ∆Sº=-99,37 J∙K-1∙mol-1, de acordo com a reação: Passo 1: Transformar a temperatura que está em Celsius para Kelvin e a variação de entropia de J∙K- 1∙mol-1 para KJ∙K-1∙mol-1.
  17. 17.  Passo 2: substituir na equação os dados:

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