O documento discute o balanço de massa em processos industriais, apresentando: 1) A importância de se fazer uma análise inicial do problema antes de resolvê-lo; 2) O conceito de balanço de massa e suas equações; 3) Tipos de processos e balanços aplicáveis.
1) O documento descreve os fundamentos de operação de colunas de destilação, incluindo o princípio do equilíbrio líquido-vapor e como as diferenças de volatilidade permitem a separação de componentes.
2) É apresentado um modelo matemático simplificado de uma coluna de destilação binária com várias hipóteses, como volatilidade relativa constante.
3) O modelo inclui equações de continuidade para descrever a acumulação e fluxos de líquido e vapor nos diferentes estágios da coluna.
O documento descreve diferentes tipos de destilação flash, incluindo: (1) destilação flash simples em um estágio, (2) aplicações de destilação flash como tratamento de correntes de processo, e (3) equações fundamentais e métodos gráficos para determinar as composições das correntes de saída em destilação flash isotérmica para misturas binárias.
O documento apresenta um resumo sobre catálise. Ele começa definindo catalisador e discutindo conceitos como atividade catalítica, seletividade e estabilidade. Em seguida, aborda termos como frequência e número de turnover. Por fim, discute aspectos como desativação de catalisadores e classificação entre catalisadores homogêneos e heterogêneos.
1) A cinética química estuda a velocidade das reações químicas e como fatores como concentração, temperatura e catalisadores afetam essa velocidade.
2) Existem reações de ordem zero, primeira e segunda, que se distinguem pela dependência da velocidade em relação à concentração dos reagentes.
3) A velocidade instantânea é a taxa de variação da concentração num determinado instante, ao passo que a velocidade média é calculada entre dois pontos no tempo.
O documento apresenta um resumo sobre eletroquímica, abordando conceitos como reações eletroquímicas, números de oxidação, potenciais de eletrodo, baterias, corrosão e eletrólise. O texto também discute a importância do estudo da eletroquímica para processos industriais e biológicos.
O documento apresenta os conceitos fundamentais de balanço de massa em sistemas sem reações químicas. Discute-se que o balanço de massa é uma restrição imposta pela conservação da massa, onde a massa total de entrada deve ser igual à massa total de saída. Também são definidos termos como sistema aberto, fechado, operação em batelada e contínua. Por fim, apresentam-se as equações gerais para balanço de massa global e por componente em sistemas sem reações.
O documento discute o balanço de massa em processos industriais, apresentando: 1) A importância de se fazer uma análise inicial do problema antes de resolvê-lo; 2) O conceito de balanço de massa e suas equações; 3) Tipos de processos e balanços aplicáveis.
1) O documento descreve os fundamentos de operação de colunas de destilação, incluindo o princípio do equilíbrio líquido-vapor e como as diferenças de volatilidade permitem a separação de componentes.
2) É apresentado um modelo matemático simplificado de uma coluna de destilação binária com várias hipóteses, como volatilidade relativa constante.
3) O modelo inclui equações de continuidade para descrever a acumulação e fluxos de líquido e vapor nos diferentes estágios da coluna.
O documento descreve diferentes tipos de destilação flash, incluindo: (1) destilação flash simples em um estágio, (2) aplicações de destilação flash como tratamento de correntes de processo, e (3) equações fundamentais e métodos gráficos para determinar as composições das correntes de saída em destilação flash isotérmica para misturas binárias.
O documento apresenta um resumo sobre catálise. Ele começa definindo catalisador e discutindo conceitos como atividade catalítica, seletividade e estabilidade. Em seguida, aborda termos como frequência e número de turnover. Por fim, discute aspectos como desativação de catalisadores e classificação entre catalisadores homogêneos e heterogêneos.
1) A cinética química estuda a velocidade das reações químicas e como fatores como concentração, temperatura e catalisadores afetam essa velocidade.
2) Existem reações de ordem zero, primeira e segunda, que se distinguem pela dependência da velocidade em relação à concentração dos reagentes.
3) A velocidade instantânea é a taxa de variação da concentração num determinado instante, ao passo que a velocidade média é calculada entre dois pontos no tempo.
O documento apresenta um resumo sobre eletroquímica, abordando conceitos como reações eletroquímicas, números de oxidação, potenciais de eletrodo, baterias, corrosão e eletrólise. O texto também discute a importância do estudo da eletroquímica para processos industriais e biológicos.
O documento apresenta os conceitos fundamentais de balanço de massa em sistemas sem reações químicas. Discute-se que o balanço de massa é uma restrição imposta pela conservação da massa, onde a massa total de entrada deve ser igual à massa total de saída. Também são definidos termos como sistema aberto, fechado, operação em batelada e contínua. Por fim, apresentam-se as equações gerais para balanço de massa global e por componente em sistemas sem reações.
O documento classifica e discute reações múltiplas, incluindo reações em série, paralelo e independentes. Explica como maximizar a seletividade de reações competitivas variando parâmetros como concentração, temperatura e tipo de reator.
Este documento discute titulações ácido-base, incluindo o que é uma titulação, como se executa, e como se detecta o ponto de equivalência. Uma titulação envolve a adição de uma solução de concentração conhecida (titulante) a uma solução de concentração desconhecida (titulado) até o ponto de equivalência, quando as quantidades de ácido e base são estequiométricamente iguais.
Este documento discute conceitos de química geral como entalpia, capacidade calorífica, reações químicas exotérmicas e endotérmicas, e origem molecular da energia interna. Também apresenta exemplos numéricos de cálculos envolvendo essas grandezas termoquímicas.
Este documento descreve os objetivos e conteúdos de um curso sobre transferência de massa. Os objetivos são o conhecimento básico das leis de transferência de massa e a capacidade de modelar matematicamente processos de transferência de massa, com foco em equipamentos de contato direto. Os principais tópicos abordados incluem fundamentos da transferência de massa molecular e convectiva, equações diferenciais de transferência de massa, difusão molecular no estado estacionário e transiente, transferência de massa convectiva e equipamentos de transferência
Este documento discute o conceito de equilíbrio químico, incluindo: 1) Como expressar equilíbrio químico de forma quantitativa usando a constante de equilíbrio; 2) A interpretação dos valores da constante de equilíbrio; 3) O cálculo da constante de equilíbrio gasoso Kp.
Aula 4. balanço de massa com reação químicaLéyah Matheus
Este documento discute conceitos importantes de balanço de massa em processos químicos com reações, incluindo: 1) estequiometria de reações químicas; 2) reagente limitante versus em excesso; 3) conversão fracional e extensão da reação. Além disso, aborda reações múltiplas, rendimento e seletividade de processos químicos.
1. O documento descreve um experimento sobre cinética química que verifica como diferentes fatores como concentração dos reagentes, temperatura e catalisadores afetam a velocidade de reações.
2. É apresentada a teoria sobre cinética química, incluindo definições de termos como velocidade de reação, ordem de reação, molecularidade e como a temperatura e catalisadores podem afetar as velocidades.
3. O experimento em questão estuda especificamente como a variação da concentração dos reagentes influencia a
Fisica 02 - A teoria cinética dos gasesWalmor Godoi
Este documento apresenta conceitos fundamentais da teoria cinética dos gases, incluindo:
1) Definições de unidades de massa atômica, átomo-grama e molécula-grama;
2) Lei dos gases ideais e sua relação entre pressão, volume e temperatura;
3) Cálculos envolvendo número de Avogadro e conversão entre massa e número de partículas.
O documento descreve os principais conceitos e processos relacionados à destilação. A destilação é um processo de separação que se baseia nas diferenças de volatilidade entre os componentes de uma mistura líquida, sendo capaz de separá-los através da adição de calor e do equilíbrio entre as fases líquida e vapor. Os principais conceitos abordados incluem pressão de vapor, volatilidade, equilíbrio de fases e diagramas de equilíbrio.
Este documento descreve um experimento de laboratório sobre equilíbrio heterogêneo em sistemas ternários. O objetivo era estudar a solubilidade de dois líquidos parcialmente miscíveis (água e éter) com um terceiro completamente miscível (ácido acético) através da construção de um diagrama de fases. O método envolvia determinar a curva de solubilidade adicionando volumes conhecidos de ácido acético até a solução ficar homogênea para diferentes quantidades de água.
Este documento discute fundamentos de balanço de massa em processos químicos. Apresenta princípios como conservação da massa e classificação de processos em batelada, contínuos e semi-contínuos. Também descreve a equação geral de balanço de massa e sua aplicação em diferentes tipos de processos e componentes químicos, considerando possíveis reações, acúmulo e fluxo de matéria.
O documento apresenta informações sobre reações de adição em alcenos e alcinos. Discute a regra de Markovnikov para a regioseletividade de adições eletrofílicas, mecanismos de adição de HX e H2O, e como a hidroboração-oxidação pode fornecer álcoois anti-Markovnikov. Também aborda rearranjos de carbocátions, adições radicais promovidas por peróxidos, e estereoquímica de reações de adição.
O documento descreve um experimento para determinar o ponto de fusão do naftaleno (C10H8) através do aquecimento controlado da substância. O naftaleno começou a derreter entre 76-81,5°C, indicando que seu ponto de fusão está nessa faixa de temperatura. O documento também discute propriedades de substâncias puras versus impuras.
O documento discute os conceitos de simetria molecular, operações e elementos de simetria em moléculas, grupos pontuais e aplicações da simetria para determinar a polaridade e quiralidade de moléculas. Explica que a simetria molecular pode ser usada para entender propriedades físicas, orientar reações químicas e discutir estrutura eletrônica de moléculas.
1) O documento descreve os modelos matemáticos para reatores contínuos em série e/ou paralelo para reações de primeira e segunda ordem. 2) Reatores em série fornecem a mesma conversão que um único reator de volume total igual à soma dos volumes individuais. 3) A eficiência máxima de reatores em paralelo exige que o tempo de residência seja igual em todos os reatores.
O documento apresenta uma apostila sobre cálculo de reatores químicos. Discute a classificação de reatores em termos de escala, natureza das fases, modo de operação e comportamento. Descreve os principais tipos de reatores como batelada, de mistura perfeita, tubular e de fluxo oscilatório. Apresenta conceitos sobre projeto de reatores simples e para reações paralelas.
O processo de solubilização de substâncias química acontece devido à interação entre o soluto (a espécie que se deseja solubilizar) e o solvente (substância que a dissolve). Para que haja essa interação é necessário observar alguns fatores como a estrutura da molécula, especialmente a polaridade das ligações e o tipo de ligação.
A força molecular mais forte é a ligação de hidrogênio seguida pelo dipolo-dipolo e por último a de van der Waals. Os compostos apolares ou fracamente polares tendem a serem solúveis em solventes apolares ou de baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade são solúveis em solventes também polares.
O documento discute reatores químicos, incluindo:
1) Reatores químicos são equipamentos onde ocorrem reações químicas sob condições controladas.
2) Existem diferentes tipos de reatores de acordo com fatores como geometria, modo de operação, fases envolvidas e tipo de reação.
3) A modelagem matemática de reatores permite prever e otimizar seu funcionamento para obter maior rendimento.
1. O documento discute conceitos fundamentais de escoamento externo, incluindo efeitos viscosos e térmicos, propriedades de fluidos, tipos de escoamento, camada limite, número de Reynolds, e arrasto viscoso.
2. São apresentados os conceitos de escoamento laminar e turbulento, fluidos newtonianos e não-newtonianos, e escoamento em regime permanente e transiente.
3. O resumo destaca os principais tipos de escoamento como incompressível e compressível, externo e interno, natural e
Este documento discute diagramas de fases e equilíbrio em materiais. Diagramas de fases mostram as fases estáveis em diferentes composições e temperaturas e como a microestrutura dos materiais está relacionada a eles. O equilíbrio de fases depende da energia livre e das propriedades das fases permanecerem constantes com o tempo. A regra das fases descreve o número de fases presentes em equilíbrio.
O documento classifica e discute reações múltiplas, incluindo reações em série, paralelo e independentes. Explica como maximizar a seletividade de reações competitivas variando parâmetros como concentração, temperatura e tipo de reator.
Este documento discute titulações ácido-base, incluindo o que é uma titulação, como se executa, e como se detecta o ponto de equivalência. Uma titulação envolve a adição de uma solução de concentração conhecida (titulante) a uma solução de concentração desconhecida (titulado) até o ponto de equivalência, quando as quantidades de ácido e base são estequiométricamente iguais.
Este documento discute conceitos de química geral como entalpia, capacidade calorífica, reações químicas exotérmicas e endotérmicas, e origem molecular da energia interna. Também apresenta exemplos numéricos de cálculos envolvendo essas grandezas termoquímicas.
Este documento descreve os objetivos e conteúdos de um curso sobre transferência de massa. Os objetivos são o conhecimento básico das leis de transferência de massa e a capacidade de modelar matematicamente processos de transferência de massa, com foco em equipamentos de contato direto. Os principais tópicos abordados incluem fundamentos da transferência de massa molecular e convectiva, equações diferenciais de transferência de massa, difusão molecular no estado estacionário e transiente, transferência de massa convectiva e equipamentos de transferência
Este documento discute o conceito de equilíbrio químico, incluindo: 1) Como expressar equilíbrio químico de forma quantitativa usando a constante de equilíbrio; 2) A interpretação dos valores da constante de equilíbrio; 3) O cálculo da constante de equilíbrio gasoso Kp.
Aula 4. balanço de massa com reação químicaLéyah Matheus
Este documento discute conceitos importantes de balanço de massa em processos químicos com reações, incluindo: 1) estequiometria de reações químicas; 2) reagente limitante versus em excesso; 3) conversão fracional e extensão da reação. Além disso, aborda reações múltiplas, rendimento e seletividade de processos químicos.
1. O documento descreve um experimento sobre cinética química que verifica como diferentes fatores como concentração dos reagentes, temperatura e catalisadores afetam a velocidade de reações.
2. É apresentada a teoria sobre cinética química, incluindo definições de termos como velocidade de reação, ordem de reação, molecularidade e como a temperatura e catalisadores podem afetar as velocidades.
3. O experimento em questão estuda especificamente como a variação da concentração dos reagentes influencia a
Fisica 02 - A teoria cinética dos gasesWalmor Godoi
Este documento apresenta conceitos fundamentais da teoria cinética dos gases, incluindo:
1) Definições de unidades de massa atômica, átomo-grama e molécula-grama;
2) Lei dos gases ideais e sua relação entre pressão, volume e temperatura;
3) Cálculos envolvendo número de Avogadro e conversão entre massa e número de partículas.
O documento descreve os principais conceitos e processos relacionados à destilação. A destilação é um processo de separação que se baseia nas diferenças de volatilidade entre os componentes de uma mistura líquida, sendo capaz de separá-los através da adição de calor e do equilíbrio entre as fases líquida e vapor. Os principais conceitos abordados incluem pressão de vapor, volatilidade, equilíbrio de fases e diagramas de equilíbrio.
Este documento descreve um experimento de laboratório sobre equilíbrio heterogêneo em sistemas ternários. O objetivo era estudar a solubilidade de dois líquidos parcialmente miscíveis (água e éter) com um terceiro completamente miscível (ácido acético) através da construção de um diagrama de fases. O método envolvia determinar a curva de solubilidade adicionando volumes conhecidos de ácido acético até a solução ficar homogênea para diferentes quantidades de água.
Este documento discute fundamentos de balanço de massa em processos químicos. Apresenta princípios como conservação da massa e classificação de processos em batelada, contínuos e semi-contínuos. Também descreve a equação geral de balanço de massa e sua aplicação em diferentes tipos de processos e componentes químicos, considerando possíveis reações, acúmulo e fluxo de matéria.
O documento apresenta informações sobre reações de adição em alcenos e alcinos. Discute a regra de Markovnikov para a regioseletividade de adições eletrofílicas, mecanismos de adição de HX e H2O, e como a hidroboração-oxidação pode fornecer álcoois anti-Markovnikov. Também aborda rearranjos de carbocátions, adições radicais promovidas por peróxidos, e estereoquímica de reações de adição.
O documento descreve um experimento para determinar o ponto de fusão do naftaleno (C10H8) através do aquecimento controlado da substância. O naftaleno começou a derreter entre 76-81,5°C, indicando que seu ponto de fusão está nessa faixa de temperatura. O documento também discute propriedades de substâncias puras versus impuras.
O documento discute os conceitos de simetria molecular, operações e elementos de simetria em moléculas, grupos pontuais e aplicações da simetria para determinar a polaridade e quiralidade de moléculas. Explica que a simetria molecular pode ser usada para entender propriedades físicas, orientar reações químicas e discutir estrutura eletrônica de moléculas.
1) O documento descreve os modelos matemáticos para reatores contínuos em série e/ou paralelo para reações de primeira e segunda ordem. 2) Reatores em série fornecem a mesma conversão que um único reator de volume total igual à soma dos volumes individuais. 3) A eficiência máxima de reatores em paralelo exige que o tempo de residência seja igual em todos os reatores.
O documento apresenta uma apostila sobre cálculo de reatores químicos. Discute a classificação de reatores em termos de escala, natureza das fases, modo de operação e comportamento. Descreve os principais tipos de reatores como batelada, de mistura perfeita, tubular e de fluxo oscilatório. Apresenta conceitos sobre projeto de reatores simples e para reações paralelas.
O processo de solubilização de substâncias química acontece devido à interação entre o soluto (a espécie que se deseja solubilizar) e o solvente (substância que a dissolve). Para que haja essa interação é necessário observar alguns fatores como a estrutura da molécula, especialmente a polaridade das ligações e o tipo de ligação.
A força molecular mais forte é a ligação de hidrogênio seguida pelo dipolo-dipolo e por último a de van der Waals. Os compostos apolares ou fracamente polares tendem a serem solúveis em solventes apolares ou de baixa polaridade, enquanto que compostos de alta polaridade são solúveis em solventes também polares.
O documento discute reatores químicos, incluindo:
1) Reatores químicos são equipamentos onde ocorrem reações químicas sob condições controladas.
2) Existem diferentes tipos de reatores de acordo com fatores como geometria, modo de operação, fases envolvidas e tipo de reação.
3) A modelagem matemática de reatores permite prever e otimizar seu funcionamento para obter maior rendimento.
1. O documento discute conceitos fundamentais de escoamento externo, incluindo efeitos viscosos e térmicos, propriedades de fluidos, tipos de escoamento, camada limite, número de Reynolds, e arrasto viscoso.
2. São apresentados os conceitos de escoamento laminar e turbulento, fluidos newtonianos e não-newtonianos, e escoamento em regime permanente e transiente.
3. O resumo destaca os principais tipos de escoamento como incompressível e compressível, externo e interno, natural e
Este documento discute diagramas de fases e equilíbrio em materiais. Diagramas de fases mostram as fases estáveis em diferentes composições e temperaturas e como a microestrutura dos materiais está relacionada a eles. O equilíbrio de fases depende da energia livre e das propriedades das fases permanecerem constantes com o tempo. A regra das fases descreve o número de fases presentes em equilíbrio.
Diagramas de equilíbrio de fases mg pbLuma Marques
O documento descreve o diagrama de fases da liga magnésio-chumbo, incluindo: 1) as fases presentes, 2) a composição dessas fases, 3) as proporções de cada fase em diferentes temperaturas.
Este documento apresenta um resumo sobre diagramas de fases aplicados a materiais. Discute conceitos como transformações de fase em metais e ligas, o uso de diagramas de fases para representar essas transformações e os tipos de sistemas isomórficos e anisomórficos.
O documento descreve o diagrama de fases do sistema ferro-carbono, apresentando as principais fases sólidas e transformações que ocorrem com a variação da temperatura e composição de carbono, como a reação eutética a 1148°C e a reação eutetóide a 727°C.
O documento descreve os procedimentos para qualificação de soldagem, incluindo:
1) Preparação de peças de teste de acordo com variáveis como material, espessura e posição de soldagem.
2) Remoção de corpos de prova e realização de ensaios mecânicos para avaliar propriedades da solda.
3) Análise dos resultados para verificar se atende aos requisitos e validar o procedimento ou qualificação do soldador.
1. Princípios básicos de soldadura
Introdução
O QUE É A SOLDAGEM?
Soldagem a arco com eléctrodo revestido
Os passos
2. Factores de soldabilidade
Tratamento Térmico que acontece na solda.
Ensaios Não destrutivos aplicados à solda
Ensaio Visual
Líquido Penetrante
Partículas Magnéticas
Ultra-som
3. Preparação de peças
Os metais que podemos soldar com arco eléctrico.. espessura..
As maneiras de soldar
MEDIDAS DE PROTECÇÃO
Chanfro
Conclusão
O documento discute diagramas de fases em metalurgia. Ele define fase e solubilidade e explica que os diagramas de fases indicam que microestrutura estará presente em um sistema, correlacionando com seu comportamento mecânico. Os diagramas predizem quais fases são estáveis, a composição de cada uma e a quantidade de cada uma para um dado teor de soluto e temperatura.
SÓLIDOS CRISTALINOS
Investiga en el Internet sobre los siguientes elementos, describe su estructura cristalina, propiedades y aplicaciones:
a) Silicio
El silicio es un elemento químico metaloide, número atómico 14 y situado en el grupo 14 de la tabla periódica de los elementos formando parte de la familia de los carbonoideos de símbolo Si. Es el segundo elemento más abundante en la corteza terrestre (27,7 % en peso) después del oxígeno. Se presenta en forma amorfa y cristalizada; el primero es un polvo parduzco, más activo que la variante cristalina, que se presenta en octaedros de color azul grisáceo y brillo metálico.
ESTRUCTURA CRISTALINA DEL SILICIO
La ilustración de arriba muestra la disposición de los átomos de silicio en una célula unitaria, con números que indican la altura del átomo por encima de la base del cubo, como una fracción de la dimensión de la celda.
El silicio cristaliza con el mismo patrón que el diamante, en una estructura que Ashcroft y Mermin llaman celosías primitivas, "dos cubos interpenetrados de cara centrada". Las líneas entre los átomos de silicio en la ilustración de la red, indican los enlaces con los vecinos más próximos. El lado del cubo de silicio es 0,543 nm. El germanio tiene la misma estructura del diamante, con una dimensión de celda de 0,566 nm.
PROPIEDADES DEL SILICIO
El silicio forma parte de los elementos denominados metaloides o semimetales. Este tipo de elementos tienen propiedades intermedias entre metales y no metales. En cuanto a su conductividad eléctrica, este tipo de materiales al que pertenece el silicio, son semiconductores.
El estado del silicio en su forma natural es sólido (no magnético). El silicio es un elmento químico de aspecto gris oscuro azulado y pertenece al grupo de los metaloides. El número atómico del silicio es 14. El símbolo químico del silicio es Si. El punto de fusión del silicio es de 1687 grados Kelvin o de 1414,85 grados celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del silicio es de 3173 grados Kelvin o de 2900,85 grados celsius o grados centígrados.
APLICACIONES
Se utiliza en aleaciones, en la preparación de las siliconas, en la industria de la cerámica técnica y, debido a que es un material semiconductor muy abundante, tiene un interés especial en la industria electrónica y microelectrónica como material básico para la creación de obleas o chips que se pueden implantar en transistores, pilas solares y una gran variedad de circuitos electrónicos. El silicio es un elemento vital en numerosas industrias. El dióxido de silicio (arena y arcilla) es un importante constituyente del hormigón y los ladrillos, y se emplea en la producción de cemento portland. Por sus propiedades semiconductoras se usa en la fabricación de transistores, células solares y todo tipo de dispositivos semiconductores; por esta razón se conoce como el Valle del Silicio a la región de California en
Dokumen ini membahas persamaan Clapeyron untuk menggambarkan hubungan antara tekanan uap dan suhu untuk transisi fase solid-gas dan liquid-gas. Persamaan ini menggunakan persamaan gas ideal dan asumsi bahwa energi bebas Gibb's tidak berubah selama transisi fase untuk menghitung tekanan uap sebagai fungsi suhu dan menyelesaikan masalah contoh untuk menentukan fase zat pada kondisi tertentu.
O documento discute os fundamentos e tecnologias da soldagem. Aborda terminologia e simbologia da soldagem, princípios de segurança, normas e qualificação, elementos da metalurgia da soldagem e diferentes processos de soldagem como convencionais, de alta intensidade e a plasma. Apresenta também bibliografias relacionadas ao tema.
Este documento apresenta cálculos para determinar o fator de empacotamento atômico (FEA) para diferentes estruturas cristalinas (CFC, CCC, HC e CS), bem como cálculos para determinar a densidade de um material com base na estrutura cristalina, volume da célula unitária e peso atômico. É fornecido um exemplo resolvido para calcular a densidade do cobre usando seus parâmetros estruturais e físicos.
O documento descreve o método de ensaio por líquidos penetrantes, que é usado para detectar descontinuidades superficiais em materiais. O método envolve a aplicação de um líquido penetrante na superfície, seguido pela remoção do excesso e aplicação de um revelador para visualizar qualquer descontinuidade através da indicação deixada pelo penetrante. O método é simples, de baixo custo e útil para inspecionar vários tipos de materiais.
Este documento fornece um resumo sobre metalurgia da soldagem. Discute origem e fabricação de metais, classificação de aços, e processos de refino e desoxidação de aços. Também aborda propriedades de metais de solda e defeitos comuns. O objetivo é fornecer informações básicas sobre conceitos metalúrgicos relevantes para a soldagem.
O documento discute reações de precipitação, incluindo a formação de precipitados, equilíbrio químico, solubilidade e produto de solubilidade (Kps). Exemplos mostram como calcular a solubilidade de um sólido dado o Kps ou calcular o Kps dado a solubilidade. Fatores que afetam a solubilidade como força iônica, adição de íons comuns, e pH são explicados.
1.5.coeficiente de viscosidade de um líquidoRui Oliveira
Este relatório descreve um experimento realizado por alunos do 12o ano para determinar o coeficiente de viscosidade de um detergente para louça através da medição da velocidade terminal de esferas de diferentes diâmetros mergulhadas no líquido. Os alunos realizaram medições com três esferas, registraram os dados obtidos e usaram esses dados para construir um gráfico que relaciona a velocidade terminal com o raio das esferas. A partir do declive da reta de regressão, calcularam o coeficiente de viscosidade do detergente
O documento discute o diagrama de fases do ferro-carbono e as fases presentes em ligas de aço carbono. 1) O diagrama de fases mostra as fases estáveis e metaestáveis presentes em diferentes temperaturas e composições de carbono. 2) As principais fases são ferrita, austenita, cementita e perlita. 3) Ligas baixo, médio e alto carbono têm usos diferentes em aplicações industriais.
O documento discute as ligas Fe-C, incluindo sua estrutura cristalina, diagrama de fases, limites de solubilidade, fases, eutético, eutetóide e peritético. Também aborda microestruturas, desenvolvimento de microestruturas em diferentes composições de carbono e a regra da alavanca invertida para determinar frações de fases.
(1) O documento discute propriedades termodinâmicas de sistemas simples compressíveis e substâncias puras, incluindo suas relações pressão-volume-temperatura e mudanças de fase. (2) Apresenta diagramas como p-v-T, fases, p-v e T-v para ilustrar essas propriedades e relações. (3) Explica como obter propriedades como volume específico e entalpia por meio de tabelas e interpolação linear.
FUndamentos da termodinâmica
Leis da termodinâmica
Leis da termodinâmica aplicada a ciclos
primeira lei da termodinâmica
Entalpia
Entropia
Gases ideais
Gases perfeitos
1. O documento discute diagramas de estado e mudanças de fase da matéria. É apresentado o conceito de três estados da matéria (sólido, líquido e gasoso) e como eles dependem da temperatura e pressão.
2. São descritos diagramas de estado P-T que delimitam as regiões dos diferentes estados e as curvas que separam cada região.
3. São explicados os conceitos de mudança de fase, temperatura e pressão crítica, vapor saturado e máxima pressão de vapor.
1) O documento discute as propriedades dos gases e suas transformações sob diferentes condições de pressão, temperatura e volume.
2) São descritas as leis de Boyle, Charles e Avogadro, assim como as transformações isotérmicas, isobáricas e isovolumétricas.
3) São apresentadas fórmulas para cálculo de pressão parcial, fração molar, volume parcial e densidade de gases em misturas.
1) O documento discute relações termodinâmicas importantes para gás perfeito e substâncias compressíveis, incluindo as equações de Gibbs, calores específicos, processos adiabáticos e polítropos.
2) É apresentada a definição de entalpia e derivadas as relações entre calor específico a pressão constante e volume constante para gás perfeito.
3) Fórmulas são derivadas para cálculo de trabalho em processos polítropos e variação de entropia para gás perfeito.
1. O documento apresenta um resumo sobre termodinâmica, abordando diagramas de estado, mudanças de fase e propriedades termodinâmicas.
2. Os três estados fundamentais da matéria são descritos e diagramas de estado são usados para ilustrar as diferentes regiões correspondentes a cada estado em função da pressão e temperatura.
3. São explicados os conceitos de mudança de fase, temperatura e pressão crítica, pressão máxima de vapor saturado, e são mostrados exemplos de transformações em diagramas press
O documento fornece resumos de 3 frases ou menos para 12 questões sobre gases ideais. As questões abordam tópicos como trabalho realizado por gases, transformações gasosas isobáricas e isotérmicas, e aplicação da lei dos gases ideais.
Este documento contém 6 problemas sobre termodinâmica de gases ideais. Os problemas envolvem cálculos de massa de gás, trabalho realizado em processos isotérmicos e isobáricos, equilíbrio de pressões em sistemas conectados e variação de pressão com a altura em um campo gravitacional. As soluções utilizam equações como a lei dos gases ideais e a equação de Clapeyron.
Este documento contém 6 problemas sobre termodinâmica de gases ideais. Os problemas envolvem cálculos de massa de gás, trabalho realizado em processos isotérmicos e isobáricos, equilíbrio de pressões em sistemas conectados e variação de pressão com a altura em um campo gravitacional. As soluções utilizam equações como a lei dos gases ideais e a equação de Clapeyron.
Este documento contém 6 problemas sobre termodinâmica de gases ideais. Os problemas envolvem cálculos de massa de gás, trabalho realizado em processos isotérmicos e isobáricos, equilíbrio de pressões em sistemas conectados e variação de pressão com a altura em um campo gravitacional. As soluções utilizam equações como a lei dos gases ideais e a equação de Clapeyron.
Este documento contém 6 problemas sobre termodinâmica de gases ideais. Os problemas envolvem cálculos de massa de gás, trabalho realizado em processos isotérmicos e isobáricos, equilíbrio de pressões em sistemas conectados e variação de pressão com a altura em um campo gravitacional. As soluções utilizam equações como a lei dos gases ideais e a equação de Clapeyron.
Este documento contém 6 problemas sobre termodinâmica de gases ideais. Os problemas envolvem cálculos de massa de gás, trabalho realizado em processos isotérmicos e isobáricos, equilíbrio de pressões em sistemas conectados e variação de pressão com a altura em um campo gravitacional. As soluções utilizam equações como a lei dos gases ideais e a equação de Clapeyron.
Este documento contém 6 problemas sobre termodinâmica de gases ideais. Os problemas envolvem cálculos de massa de gás, trabalho realizado em processos isotérmicos e isobáricos, equilíbrio de pressões em sistemas conectados e variação de pressão com a altura em um campo gravitacional. As soluções utilizam equações como a lei dos gases ideais e a equação de Clapeyron.
Este documento discute propriedades termodinâmicas de substâncias puras, incluindo:
1) Substância pura é aquela com composição química invariável e pode existir em uma ou mais fases com a mesma composição;
2) O princípio de estado relaciona o número de propriedades independentes requeridas para especificar um estado termodinâmico;
3) O equilíbrio de fases ocorre na região de saturação onde há coexistência de duas fases como líquido e vapor.
O documento descreve as propriedades dos gases e as leis que as regem. (1) Apresenta as variáveis de estado dos gases - pressão, volume e temperatura - e as transformações gasosas descritas pelas leis de Boyle, Charles e Gay-Lussac. (2) Deriva a equação geral dos gases a partir dessas leis e apresenta a equação de Clapeyron para um mol de gás ideal. (3) Menciona conceitos como mol, massa molar e número de mols e aplica a equação de Clapeyron a uma quantidade genérica de mol
O documento resume as leis dos gases perfeitos, definindo as variáveis de estado como volume, pressão e temperatura. Explica as transformações isotérmicas, isobáricas e isométricas dos gases, ilustrando-as graficamente. Apresenta a equação de Clapeyron para gases perfeitos e exercícios de aplicação das leis.
1. O documento introduz o conceito de entropia como uma medida quantitativa da desordem de um sistema, relacionada à segunda lei da termodinâmica.
2. A entropia é definida como a razão entre a quantidade de calor transferida em um processo reversível e a temperatura absoluta.
3. A entropia de um sistema isolado nunca decresce, permanecendo constante em processos reversíveis e aumentando em processos irreversíveis, de acordo com o princípio do aumento da entropia.
O documento discute psicrometria, que é o estudo das misturas de ar e vapor d'água. Apresenta definições-chave como umidade absoluta e relativa e discute leis e conceitos como a Lei de Dalton que descreve a pressão total de uma mistura gasosa. Também explica transformações psicrométricas como aquecimento seco, resfriamento com desumidificação e componentes de sistemas de ar condicionado.
O documento discute cálculos de entropia em processos termodinâmicos e reações químicas. Explica como calcular a variação de entropia em processos isobáricos, isométricos e isotérmicos usando as expressões apropriadas para cp ou cv. Também aborda o cálculo da variação de entropia em reações químicas usando as entropias padrão.
Semelhante a Equilíbrio de fases em sistema simples (1) (20)
Se você possui smartphone há mais de 10 anos, talvez não tenha percebido que, no início da onda da
instalação de aplicativos para celulares, quando era instalado um novo aplicativo, ele não perguntava se
podia ter acesso às suas fotos, e-mails, lista de contatos, localização, informações de outros aplicativos
instalados, etc. Isso não significa que agora todos pedem autorização de tudo, mas percebe-se que os
próprios sistemas operacionais (atualmente conhecidos como Android da Google ou IOS da Apple) têm
aumentado a camada de segurança quando algum aplicativo tenta acessar os seus dados, abrindo uma
janela e solicitando sua autorização.
CASTRO, Sílvio. Tecnologia. Formação Sociocultural e Ética II. Unicesumar: Maringá, 2024.
Considerando o exposto, analise as asserções a seguir e assinale a que descreve corretamente.
ALTERNATIVAS
I, apenas.
I e III, apenas.
II e IV, apenas.
II, III e IV, apenas.
I, II, III e IV.
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Os nanomateriais são materiais com dimensões na escala nanométrica, apresentando propriedades únicas devido ao seu tamanho reduzido. Eles são amplamente explorados em áreas como eletrônica, medicina e energia, promovendo avanços tecnológicos e aplicações inovadoras.
Sobre os nanomateriais, analise as afirmativas a seguir:
-6
I. Os nanomateriais são aqueles que estão na escala manométrica, ou seja, 10 do metro.
II. O Fumo negro é um exemplo de nanomaterial.
III. Os nanotubos de carbono e o grafeno são exemplos de nanomateriais, e possuem apenas carbono emsua composição.
IV. O fulereno é um exemplo de nanomaterial que possuí carbono e silício em sua composição.
É correto o que se afirma em:
ALTERNATIVAS
I e II, apenas.
I, II e III, apenas.
I, II e IV, apenas.
II, III e IV, apenas.
I, II, III e IV.
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AE03 - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL ENGENHARIA DA SUSTENTABILIDADE UNIC...Consultoria Acadêmica
Os termos "sustentabilidade" e "desenvolvimento sustentável" só ganharam repercussão mundial com a realização da Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e o Desenvolvimento (CNUMAD), conhecida como Rio 92. O encontro reuniu 179 representantes de países e estabeleceu de vez a pauta ambiental no cenário mundial. Outra mudança de paradigma foi a responsabilidade que os países desenvolvidos têm para um planeta mais sustentável, como planos de redução da emissão de poluentes e investimento de recursos para que os países pobres degradem menos. Atualmente, os termos
"sustentabilidade" e "desenvolvimento sustentável" fazem parte da agenda e do compromisso de todos os países e organizações que pensam no futuro e estão preocupados com a preservação da vida dos seres vivos.
Elaborado pelo professor, 2023.
Diante do contexto apresentado, assinale a alternativa correta sobre a definição de desenvolvimento sustentável:
ALTERNATIVAS
Desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento que não esgota os recursos para o futuro.
Desenvolvimento sustantável é o desenvolvimento que supre as necessidades momentâneas das pessoas.
Desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento incapaz de garantir o atendimento das necessidades da geração futura.
Desenvolvimento sustentável é um modelo de desenvolvimento econômico, social e político que esteja contraposto ao meio ambiente.
Desenvolvimento sustentável é o desenvolvimento capaz de suprir as necessidades da geração anterior, comprometendo a capacidade de atender às necessidades das futuras gerações.
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AE03 - ESTUDO CONTEMPORÂNEO E TRANSVERSAL INDÚSTRIA E TRANSFORMAÇÃO DIGITAL ...Consultoria Acadêmica
“O processo de inovação envolve a geração de ideias para desenvolver projetos que podem ser testados e implementados na empresa, nesse sentido, uma empresa pode escolher entre inovação aberta ou inovação fechada” (Carvalho, 2024, p.17).
CARVALHO, Maria Fernanda Francelin. Estudo contemporâneo e transversal: indústria e transformação digital. Florianópolis, SC: Arqué, 2024.
Com base no exposto e nos conteúdos estudados na disciplina, analise as afirmativas a seguir:
I - A inovação aberta envolve a colaboração com outras empresas ou parceiros externos para impulsionar ainovação.
II – A inovação aberta é o modelo tradicional, em que a empresa conduz todo o processo internamente,desde pesquisa e desenvolvimento até a comercialização do produto.
III – A inovação fechada é realizada inteiramente com recursos internos da empresa, garantindo o sigilo dasinformações e conhecimento exclusivo para uso interno.
IV – O processo que envolve a colaboração com profissionais de outras empresas, reunindo diversasperspectivas e conhecimentos, trata-se de inovação fechada.
É correto o que se afirma em:
ALTERNATIVAS
I e II, apenas.
I e III, apenas.
I, III e IV, apenas.
II, III e IV, apenas.
I, II, III e IV.
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O presente trabalho consiste em realizar um estudo de caso de um transportador horizontal contínuo com correia plana utilizado em uma empresa do ramo alimentício, a generalização é feita em reserva do setor, condições técnicas e culturais da organização
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Equilíbrio de fases em sistema simples (1)
1. Capítulo 12
Equilíbrio de Fases em Sistemas
Simples – A Regra das fases
Profª Daniela Martins Fernandes de Oliveira
Universidade estadual de Maringá
Departamento de Química
2. -Para substância pura ou mistura de
composição fixa....
VdPSdTdG
1 2
, , 1 2, , , ,
1, , , ,
...
i i j j
i i j
P n T n T P n T P n
n
i
iP n T n i T P n
G G G G
dG dT dP dn dn
T P n n
G G G
dG dT dP dn
T P n
-Se o n° moles variar
RELEMBRAR...
G = f (T,P)
G = f (T, P, n1, n2,....)
i
nPTi j
n
G
,,
iidnVdPSdTdG P/ sistema de composição
variável
3. A Condição de Equilíbrio
- Para que um sistema se encontre em equilíbrio, o potencial químico de cada
constituinte deve possuir o mesmo valor em todos os pontos do sistema.
- Estando presentes várias fases, o potencial químico da substância deve ter o
mesmo valor em todas as fases das quais a substância participa.
- Para um sistema constituído de um único componente:
Dividindo a eq. fundamental por n:
n
G
VdPSdTdG dPVdTSd (1)
A partir da eq. (1) temos que:
S
T P
(2.a) e
V
P T
(2.b)
Poderia escrever:
PP TS )()( e TT PV )()(
4. - As derivadas mostradas pelas eq. (2.a e 2.b) são os coeficientes angulares das
curvas de em função de T e P, respectivamente.
S
T P
(2.a) e V
P T
(2.b)
Pelo 3º Princípio da Termodinâmica, a entropia de uma substância é
sempre positiva, então, um gráfico de x T terá coeficiente angular
negativo.
PT
- Em qualquer Temperatura:
gásS liqS sólS
sól
P
sól
S
T
liq
P
liq
S
T
gás
P
gás
S
T
(3)
Quanto maior a entropia, maior a inclinação da curva de
PT
Essa inclinação negativa será
proporcional à entropia da
substância.
5. Figura 12.1 contra T (à P cte).
TRANSFORMAÇÕES A PRESSÃO CONSTATE:
- Sólido e líquido coexistem em equilíbrio à
P=cte quando sól = liq. Isso ocorre na
interseção das curvas S e L. A temperatura
correspondente (Tf) é o ponto de fusão.
Como definir Tfusão????
Temperatura de fusão é a T na qual fases
sólida e líquida coexistem em equilíbrio em
uma dada P. A Tf de uma substância pura é
também sua T de congelamento. À P = 1atm,
a Tf e chamada de ponto normal de fusão do
sólido ou ponto normal de congelamento do
líquido.
Sól Líq
A condição TD para que haja equilíbrio entre as fases, à pressão
constante, é evidente na Fig. 12.1
6. Figura 12.1 contra T (à P cte).
TRANSFORMAÇÕES A PRESSÃO CONSTATE:
- Líquido e vapor coexistem em equilíbrio, na
Teb, dada pela interseção das curvas L e G,
onde liq = gas.
Abaixo de Tf a fase de menor é a fase sólida.
Entre Tf e Teb, o líquido possui o menor.
Acima de Teb o potencial químico mais baixo é
o do gás.
A fase que possui o potencial químico () mais
baixo é a fase mais estável.
Podemos observar também que:
Temperatura de ebulição é a T na qual fases
líquida e gasosa coexistem em equilíbrio e
dada P. À P = 1atm, a Teb é chamada de ponto
normal de ebulição do líquido.
7. Figura 12.2 contra T (à P cte).
TRANSFORMAÇÕES A PRESSÃO CONSTATE:
sól
P
sól
S
T
liq
P
liq
S
T
gás
P
gás
S
T
- Se o liquido estivesse presente em um
sistema em T inferior à Tf , teria potencial
químico igual a a e o sólido teria b. Sendo a
fase sólida a mais estável nessa T, o líquido se
congelaria espontaneamente, ocasionando
da energia de Gibbs do sistema.
- Em Tf , o liq = sól , não havendo
preferência por nenhuma das fases e ambas
coexistem em equilíbrio.
- Entre a Tf e a Teb a fase mais estável é a
líquida e acima da Teb, a fase gasosa torna-se
a mais estável.
A fase que possui o potencial químico ()
mais baixo é a fase mais estável.
(3)
8. Variação das Curvas de ( x T) com a Pressão
O que acontece com as curvas que analisamos
anteriormente quando variamos a pressão????
Podemos escrever a eq 2.b na forma: d = VdP. Vemos que
quando P , dP é negativo. Sabemos que V é sempre
positivo, então, se a pressão diminui, o potencial químico
também diminui proporcionalmente ao volume da fase.
- Como Vsól e Vliq são muito pequenos, p/ sólidos e líquidos, o
muito pouco c/ a da pressão.
- Como Vgás é cerca de 1000 vezes o Vsól e Vliq , o potencial
químico do gás (gás) decresce muito com a da pressão.
V
P T
(eq. 2.b)
9. (a)
(b)
Figura 12.3 Efeito da pressão nos pontos de fusão e ebulição. As linhas contínuas
correspondem a uma pressão alta e as tracejadas a uma pressão mais baixa.
- Vemos que ao diminuir a pressão, ambas as temperaturas de equilíbrio Tf e Teb
também se deslocaram; a variação do ponto de fusão é pequena, enquanto que a
de ebulição é grande.
- A do ponto de ebulição do líquido com a da pressão faz com que à baixas
pressões, o intervalo em que o líquido é a fase mais estável diminua. Reduzindo
ainda mais a pressão, o ponto de ebulição do líquido pode ficar abaixo do ponto de
fusão do sólido. Neste caso, a fase líquida não possui estabilidade em nenhuma T
e verifica-se então a sublimação do sólido.
Vemos que as temperaturas
de equilíbrio dependem da
pressão.
10. Figura 12.4 contra T para uma substância que sublima.
- Na temperatura de sublimação (Ts), sólido e vapor coexistem em equilíbrio. A
temperatura de sublimação do sólido também varia muito com a pressão.
Tf
Aqui, com a da pressão, a Teb do líq. ficou
abaixo da Tfus do sólido. Neste caso, o líquido
não apresenta estabilidade em nenhuma
temperatura. Temos a sublimação do sólido.
Olhando esse gráfico, é
possível notar que vai
haver uma pressão na
qual pode ocorrer o
que????
11. Pressão ponto triplo
Temperatura ponto triplo
s = L = G
O ponto triplo é característico de cada
substância, depende das propriedades
da substância e é invariável.
- É evidente que existe uma pressão na qual as três curvas se interceptam a
uma mesma temperatura. Esta P e T definem o ponto triplo, onde as três
fases (S, L e G) coexistem em equilíbrio.
Ponto triplo é o ponto (T, P) onde as três fases (sólida, líquida e
gás) coexistem em equilíbrio a uma mesma pressão e temperatura.
É evidente e importante ter em mente que a T de equilíbrio
depende da pressão. Como a T varia com a P?????
12. Potencial Químico em Termos da Energia Livre
dd
A condição de equilíbrio entre duas fases e , formadas por uma substância
pura é:
),(),( PTPT À T e P constantes; onde T é a
temperatura de equilíbrio que
depende de P.
(4)
- Se P variar p/ P+dP; a temperatura de equilíbrio variar de T+dT e o valor de cada
potencial mudar de +d, a nova condição de equilíbrio será:
dPTdPT ),(),( (5)
Subtraindo (4) de (5), obtemos:
(6)
A equação (6) mostra que a variação do potencial químico de é
igual à variação do potencial químico de .
13. A partir da eq. fundamental, , podemos explicitar
cada d em termos de dP e dT:
dPVdTSd
dPVdTSd dPVdTSd
Substituindo a eq (7) em (6) (6): dd
dPVdTSdPVdTS Reescrevendo:
dPVVdTSS )()( Se a transformação ocorrer de :
SSS VVV
(7)
Assim, a eq (8) torna-se:
(8)
S
V
dP
dT
ou
V
S
dT
dP
(9.a) (9.b)
Equações de Clapeyron
A eq. de Clapeyron discute o equilíbrio entre duas fases de uma substância pura e
mostra a dependência quantitativa da temperatura de equilíbrio com a pressão. Permite
a construção de curvas de equilíbrio T x P para qualquer transformação de fase.
e
14. 1. Equilíbrio Sólido-Líquido
Aplicando a equação de Clapeyron para a transformação: Sólido Líquido
fusãosólliq SSSS fusãosólliq VVVV
Na temperatura de equilíbrio a transformação é reversível e portanto:
f
fus
fus
T
H
S
A transformação de sólido p/ líquido sempre envolve absorção de calor (Hf é +),
então:
- Sfus é + para todas as substâncias.
- Vfus é + para a maioria das substâncias
- Vfus é - para algumas substâncias, ex. água.
Vfus pode ser + ou -,
dependendo da densidade
do sólido em relação ao líq
Sfus = 8 a 25 J/Kmol Vfus = ± (1 a 10) cm3/mol
Para a maioria das substâncias, S e V podem apresentar os seguintes valores:
15. A Figura abaixo mostra curvas P x T para equilíbrios Sólido-Líquido.
fus
fus
V
S
dT
dP
Ex: Considerando Sfus =16 J/Kmol e Vfus=± 4 cm3/mol, a linha de equilíbrio sólido-
líquido terá:
KatmKPax
molmx
KmolJ
V
S
dT
dP
fus
fus
/40/104
/104
/16 6
36
- Inversamente, dT/dP = ±0,02 K/atm. Este valor mostra que uma variação de 1
atm na pressão, causa uma alteração de alguns centésimos de kelvin no ponto de
fusão. O coeficiente angular da curva no diagrama P x T é 40 atm/K no exemplo
em questão. Este coeficiente é alto e a curva é quase vertical.
S = +
V = + ou -
Figura 12.5. Linhas de Equilíbrio Sólido-Líquido.
16. 2. Equilíbrio Líquido-Gás
Para a transformação: Líquido Gás
A equação de Clapeyron nos fornece:
eb
vap
liqgasvap
T
H
SSS
É + para todas as substâncias
liqgasvap VVV É + para todas as substâncias
A linha representativa do equilíbrio Liq Gás possui sempre um coeficiente
angular positivo.
Svap + 90 J/Kmol Vvap 20.000 cm3 = 0,02 m3
V depende fortemente de T e P, uma vez que o volume do gás depende
fortemente de T e P. A inclinação da curva Liq – Gás é pequena comparada à
inclinação da curva Sólido – Líquido.
KatmKPa
molm
KmolJ
V
S
dT
dP
vap
vap
/04,0/4000
/02,0
/90
3
vap
vap
V
S
dT
dP
17. A Figura abaixo mostra curvas P x T para equilíbrios Líquido – Gás e
Sólido-Líquido.
Figura 12.6. Linhas de Equilíbrio
Sólido-Líquido e Líquido-Gás.
- A linha l-g é o lugar geométrico dos
pontos (T,P) em que líquido e vapor
coexistem em equilíbrio. Os pontos à
esquerda, representam as condições em
que o líquido é mais estável. Os pontos à
direita representam as condições em que
o gás é mais estável.
- A interseção das curvas s-l e l-g
corresponde à temperatura e pressão em
que sólido, líquido e gás coexistem em
equilíbrio. Os valores de T e P nesse
ponto são determinados pelas condições:
),(),(
),(),(
PTPT
ePTPT
gasliq
liqsol
(10)
Este ponto definido pela (eq.10) é chamado de ponto
triplo e existe apenas um ponto em que as três fases
podem coexistir em equilíbrio para cada substância.
18. 3. Equilíbrio Sólido-Gás
Para a transformação: Sólido Gás
T
H
SSS sub
liqgassub
É + para todas as substâncias
solgassub VVV É + para todas as substâncias
A inclinação da curva é mais pronunciada no ponto triplo do que da
curva l-g. Por que??????????
No Ponto Triplo: Hsub= Hfus + Hvap.
Então:
VT
H
dT
dP vap
gl
VT
H
dT
dP sub
gs
Ponto
triplo
Tf
Teb
-Inclinação curva s-g l-g.
- Pontos sob a curva s-g
correspondem à condições de
T e P onde sólido coexiste em
equilíbrio com vapor.
- À esquerda da linha, fase
sólida mais estável, à direita,
fase gás mais estável.
Ponto
crítico
sub
sub
V
S
dT
dP
19. Figura 12.7. Diagrama de fases para uma
substância simples
Diagrama de Fases para uma Substância Simples
O diagrama de fases ilustra as mudanças de fases que habitualmente
observamos para uma substância. A Figura abaixo é chamada de
diagrama de fases ou diagrama de equilíbrio.
O diagrama de fases é uma das
formas mais compactas de exibir as
mudanças de estado físico que uma
substância pode apresentar.
A fase de uma substância consiste em
uma parte homogênea da matéria no que
diz respeito à estado físico e
composição química.
Uma transição de fase é a conversão
espontânea de uma fase em outra que
ocorre em dada T e P.
20. Figura 12.7. Diagrama de fases para uma
substância simples
- As linhas tracejadas horizontais,
correspondem à condição de P
constante e suas interseções c/ as
curvas s-l e l-g fornecem pontos de fusão
e ebulição.
-Em T inferiores à Tf o sólido é estável;
entre Tf e Teb o líquido é estável e acima
de Teb, a fase estável é o gás.
- A curva l-g possui um limite superior na
pressão e temperaturas críticas, pois,
acima dessas (T e P) é impossível
distinguir líquido e vapor.
- As temperaturas de transição (Tf e Teb)
são temperaturas em que duas fases
estão em equilíbrio e a energia de Gibbs
é mínima na dada pressão.
Diagrama de Fases para uma Substância Simples
No diagrama de fases mostrado na Fig. 12.7:
21. Diagrama de Fases para uma Substância Simples
-O diagrama de fase mostra algumas propriedades da substância
como: ponto de fusão, ponto de ebulição e pontos triplos.
- Cada ponto do diagrama caracteriza um estado do sistema, pois
encontra-se caracterizado por valores de T e P. O diagrama mostra as
regiões de T e P em que cada fase de uma substância é mais estável.
- As linhas que aparecem no diagrama de fases dividem-no em três
regiões: sólido, líquido e gás. Se o ponto representativo do sistema
cair dentro da região sólida, a substância se encontra na fase sólida.
Se cair dentro da região líquida, a substância está na fase líquida.
Caindo sobre as linhas de equilíbrio, como por exemplo, sobre a linha
l-g, a substância existe como líquido e vapor em equilíbrio. Dentro da
região gás, a fase gasosa da substância é a mais estável.
22. Diagrama de Fases
1) Sistemas de um só componente
Ex1: Água -A linha s-l inclina-se ligeiramente para
a esquerda visto que Vliq Vsol; V é - .
- O ponto triplo encontra-se a 0,01ºC e
611 Pa (0,006 atm). O ponto de
congelamento normal da água é
0,0002ºC. Um na P, abaixa o ponto de
fusão da água. (fundo dos lagos)
Figura 12.8 Diagrama de fase para
a água.
Ex: A patinação no gelo é
possível porque diminui
o ponto de fusão em
virtude da pressão
exercida pelo peso do
patinador através da
lâmina do patim.
Este efeito somado ao calor desenvolvido
pela fricção leva à produção de uma camada
lubrificante de água líquida entre o gelo e a
lâmina à 0ºC.
23. Diagrama de Fases
A Figura mostrada a seguir p/ água a altas pressões, mostra que a água
tem uma fase líquida, mas várias modificações na fase sólida do gelo
comum (gelo I). -O gelo I é o comum, os demais são
modificações estáveis a altas pressões. As
fases sólidas do gelo são diferentes devido
à distribuição diferente das moléculas de
água.
- Sob a influência de pressões muito
elevadas, as ligações de hidrogênio entre
as moléculas se modificam pelas tensões
mecânicas e as moléculas de H2O
assumem arranjos diferentes.
- Algumas dessas fases sólidas da água se
fundem a altas temperaturas. O gelo VII,
por exemplo, funde a 100ºC (373 K), mas
só existe acima de 109 Pa.
24. Ex2: CO2
Diagrama de Fases
Figura 12.9. Diagrama de fase para o CO2.
-A linha s-l aparece ligeiramente
inclinada para a direita, pois Vliq
Vsol (V é +).
- O CO2 liquido não é estável em
pressões abaixo de 5,11 atm. Por
essa razão o “gelo seco”
permanece seco sob pressões
atmosféricas normais.
- Quando se confina CO2 sob
pressão em cilindro a 25ºC, o
diagrama mostra que a 67 atm
forma-se CO2 líquido.
- Os cilindros comerciais de CO2
contém comumente líquido e gás
em equilíbrio, pois a pressão no
cilindro está em torno de 67 atm a
25ºC.
Sól Líq
Gás
- Quando CO2 atravessa a válvula de
saída, ocorre seu resfriamento pelo efeito
Joule-Thomson e ao atingir pressão de
1atm, condensa-se em sólido finamente
dividido parecido com neve.
25. Diagrama de Fases
Ex3: Enxofre
- Acima de 95,4ºC, o enxofre
monoclínico torna-se estável até 119ºC,
temperatura em que funde.
- O enxofre líquido permanece estável
até seu ponto de ebulição em 444,6ºC.
- Como a transformação de uma forma
cristalina em outra é muito lenta, se
aquecermos o Sromb a 114ºC com
rapidez, ele se funde. Esse ponto de
fusão do Sromb em função da pressão é
mostrado a seguir.
- Nesse diagrama, existem três pontos
triplos, em temperaturas de 95,4 ºC;
119 ºC e 151 ºC.
Figura 12.10. (a) Diagrama de fase para o
Enxofre.
A fase estável do enxofre sob T normais e
P = 1 atm é a rômbica, que quando
aquecida lentamente, se transforma em
enxofre monoclínico sólido a 95,4ºC, como
mostra o diagrama abaixo:
26. Ex3: Enxofre
Figura 12.10. (b) Diagrama de fase para o
Enxofre.
- O equilíbrio Srômbico Slíquido é
um exemplo de equilíbrio
metaestável, pois a linha
representativa desse equilíbrio,
localiza-se na região de estabilidade
do enxofre monoclínico delimitada
pelas linhas tracejadas. Nesta
região podem ocorrer as seguintes
transições c/ a da energia de
Gibbs:
Srombico Smonoclinico
Sliquido Smonoclinico
- No diagrama anterior, existem três pontos triplos, cujas condições de
equilíbrio são:
À 95,4ºC: romb = mono = gas
À 119ºC: mono = liq = gas
À 151ºC: romb = mono = liq
27. A Integração da Equação de Clapeyron
1. Equilíbrio Sólido-Líquido
fus
fus
fus
fus
VT
H
V
S
dT
dP
Neste caso, a equação de Clapeyron fica:
Então:
T
dT
V
H
dP
p
p
T
T fus
fus
f
f
2
1
2
1
Se Hfus e Vfus forem independentes de T e P, a integração levará a:
1
2
12 ln
f
f
fus
fus
T
T
V
H
pp
(11)
onde Tf2 é o ponto de fusão sob p2
e Tf1 é o ponto de fusão sob p1.
Como Tf2 – Tf1 geralmente é muito pequeno, pode-se desenvolver o logarítmo de
forma que a eq. (11) torna-se:
1fusfus
fus
T
T
V
H
P
(12)
28. Equilíbrio entre Fase Condensada (C) e Gás (G)
P/ o equilíbrio entre a fase condensada (sólida ou líquida) e o vapor
temos :
)( cg VVT
H
V
S
dT
dP
(13)
onde H é o calor de vaporização molar
do líquido ou o calor de sublimação do
sólido.
Na maioria dos casos, . Admitindo que o gás seja ideal:gcg VVV
P
RT
V g
Substituindo na eq. (13), esta fica:
RT
P
T
H
dT
dP
2
ln
RT
H
dT
Pd
(14)
Equação de Clausius-Clapeyron
A eq (14) relaciona a pressão de vapor do líquido ou do sólido com o calor de vaporização
ou sublimação e com a temperatura.
Admitindo H independente da T e integrando a eq (14), obtém-se :
dT
RT
H
Pd
T
T
p
po
0
2
ln
00
11
ln
TTR
H
p
p
(15)
Usada para estimar a
pressão de vapor do líq ou
sólido em qualquer T a
partir de T0 e pº .
29. Quando p0 = 1atm, T0 é o ponto de ebulição normal do líquido (ou
ponto de sublimação normal do sólido). Então:
0
11
1
ln
TTR
Hp (16)
- Plotando lnP x 1/T, obteremos uma
reta de coef angular -H/R. O
intercepto a 1/T=0 fornece o valor
de H/RT0.
- Muitas vezes os calores de
sublimação e vaporização são
determinados a partir de medidas
da pressão de vapor da substância
em função da temperatura.
lnp
Figura 12.11. Gráfico de lnp x 1/T para a
água.
30. α β (T e P constantes)
Sendo, dni o número de mols transferidos de uma fase a outra:
niinii dd
0
No equilíbrio, dG = 0
Regra das Fases
A condição de equilíbrio entre duas fases, e , formadas por uma substância
pura é:
(T,P) = (T,P)
Componente i :
(duas fases)
niinii dd
),(),( PTPT ii
A eq. (18) mostra que as duas variáveis intensivas (T,P), necessárias para a
descrição do sistema não são mais independentes. Devido à relação que existe
entre elas, necessitamos de somente uma das variáveis (T ou P) para descrever o
estado do sistema. Dizemos que o sistema possui um grau de liberdade (F=1) ou
é univariante, enquanto que na presença de uma só fase são necessárias duas
variáveis para a descrição do estado do sistema, apresentando o sistema 2 graus
de liberdade (F=2) ou é bivariante.
(17)
(18)
31. Regra das Fases
Fase (P): Parte homogênea do sistema tanto em propriedades físicas quanto em
composição química, mas é separada de outras partes do sistema por superfícies
limites (fronteiras).
Sistemas: Homogêneos ou Heterogêneos
Mistura de 2 sólidos ou 2 líquidos imiscíveis podem
formar fases separadas, enquanto que a mistura de
gases forma uma única fase (sistema homogêneo).
- O equilíbrio entre fases é estudado utilizando
diagramas de fases, que são mapas das
condições ou de intervalo de condições:
• Nas quais as fases são estáveis.
• Nas quais ocorrem transformações entre fases.
• Nas quais mais de 1 fase existe em equilíbrio.
• Nas quais as fases são miscíveis/imiscíveis.
Transição de Fase: Conversão espontânea de uma fase em outra que ocorre em
uma T característica para dada pressão.
32. Componentes: O nº de componentes em um sistema é definido como o
nº mínimo de espécies “quimicamente independentes” que são
necessárias para descrever a composição de cada fase do sistema.
- Exemplo 1:
No equilíbrio:
P=3
)()()( 23 gCOsCaOsCaCO
-Estão presentes três espécies diferentes e três
fases distintas, porém, como o sistema está em
equilíbrio, o nº de componentes independentes é
dois, C = 2.
- Podemos escolher CaO(s) e CO2(g) como
componentes independentes. Assim, a composição da
fase CaCO3 será a soma de 1mol de CO2 e um mol do
componente CaO. Escolhendo o CaCO3 e o CO2 , a
composição do CaO será descrita pela diferença entre
um mol de CaCO3 e um mol de CO2.
Quantas fases estão presentes?
A existência de um equilíbrio no sistema, reduz o nº de
componentes independentes!!!!!
33. -Exemplo 2:
Iceberg flutuando num lago.
Considerando o iceberg, o lago e vapor
de água presente na atmosfera como
sistema.
P=3
Quantas fases estão presentes?
A água no estado gasoso, existe como moléculas de H2O distantes umas das
outras. Por outro lado, na água sólida e líquida, existe sem dúvida um número
enorme de espécies químicas: H2O; (H2O)2; (H2O)3, ....(H2O)n. Apesar disto,
consideramos que o nº de componentes é um (C=1) devido aos equilíbrios
que se estabelecem:
H2O + H2O (H2O)2
H2O + (H2O)2 (H2O)3
H2O + (H2O)n-1 (H2O)n
Se existem n espécies, existem n-1
equilíbrios ligando-as e apenas uma
espécie química permanece
independente, que pode ser
considerado a espécie mais simples
da água, H2O.
34. • Número de graus de liberdade (F): É o número de variáveis
independentes (pressão, temperatura, composição) que devem ser
fixadas para definir completamente o sistema em equilíbrio ou, é o
número de variáveis independentes que podem variar sem alterar o
número de fases do sistema.
Exemplo: Sistema de 1 componente,H2O, monofásico:
T = 20°C
P = 1atm
2 variáveis intensivas (T e P) definiram este estado.
2 ( )
0,99820 /
l
g mL
H O
C = 1, P = 1
F = 1
Posso variar de maneira independente
(dentro de limites) P e T sem alterar o nº
de fases.
C = 1, P = 2
C = 1, P = 3 F = 0
F = 2
35. Número de fases
presentes (P)
Graus de
liberdade (F)
1
2
3
2
1
0
Para P fases existem P equações, mas,
devido às condições de equilíbrio, para
cada componente vai existir um
conjunto de P-1 equações para serem
cumpridas.
36. • Regra das fases de GIBBS
O nº total de variáveis independentes (graus de liberdade) é obtido da seguinte
forma:
F = (n° de variáveis – n° equações) (equações entre as variáveis)
F = C – P + 2 (Regra das fases de Gibbs)
C frações molares são necessárias para
descrever uma fase, assim, vou precisar
de PC-P variáveis para descrever cada
fase.
37. Estudo da termodinâmica de mudança de fase de substâncias
puras e misturas:
- Condições de equilíbrio entre as fases
- Condições de estabilidade das fases
- Condições de mudanças de fases
Toda transformação ocorre no sentido da diminuição do potencial
químico
• Sistemas de 1 componente
Da regra das fases de Gibbs:
F = C – P + 2
Para um sistema de 1 componente, C=1, existe uma relação entre o nº de graus
de liberdade (F) e o nº de fases presentes (P):
F = 3 - P
A regra das fases nos ajuda a decidir quantas variáveis independentes (F) são
necessárias para a descrição do sistema.
38. Regra Geral das Fases de Gibbs
Exemplo 1:
A) Diagrama da água:
Para 1 fase :
F = C – P + 2
F = 1 – 1 + 2
F = 2
F = 2 :. Pode-se alterar dentro de limites duas
variáveis ( P , T ), sem que se altere o nº de fases.
Para 2 fases em equilíbrio :
F = C – P + 2
F = 1 – 2 + 2
F = 1 F = 1 :. Se alterarmos P, T será fixado
obrigatoriamente para que haja equilíbrio.
F = C – P + 2
Para 3 fases em equilíbrio :
F = C – P + 2
F = 1 – 3 + 2
F = 0
T e P fixas.
39. Diagrama de fase para a água.
Para 2 fases :
F = 1
Para 3 fases :
F = 0
F = 3 - P
F = C – P+2
40. Exercício
Construa o diagrama para um
sistema de 1 componente a
partir dos seguintes dados:
i) O composto A existe em 2
formas sólidas A1, A2; a
densidade de A1 como sólido é
maior do que a do líquido,
enquanto o sólido A2 é menor do
que a densidade do líquido.
ii) O sólido A1, sólido A2 e vapor
estão em equilíbrio a 2,5 mm a
5,5°C.
iii) Sólido A1, líquido e sólido A2,
estão em equilíbrio a 15°C e 5
atm.
iv) Sólido A2, liquido e vapor, estão
em equilíbrio em 30°C e
100mm.
v) A temperatura de transição dos
sólidos A1 e A2 aumenta com o
aumento da pressão.
ii
iii
iv
41. Lista de Exercícios Capítulo 12 Castellan:
Questões: 12.1; 12.2 e 12.3
Problemas: 12.1; 12.2; 12.3; 12.4;
12.17 e 12.19.