Fisica Exoerimental

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS

ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

TERMODINÂMICA II

ILHÉUS-BAHIA

2013

TERMODINÂMICA II

Relatório apresentado como parte dos critérios de avaliação da disciplina CET835 – QUÍMICA GERAL II. Turma P03. Dia de execução do experimento: 16 DE SETEMBRO DE 2013.

Professor: Marcelo

ILHÉUS-BAHIA

2013

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO 4

2 OBJETIVO 5

3 MATERIAIS E MÉTODOS 5

3.1 Materiais e Reagentes 5

3.2 Métodos 5

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 6

5 CONCLUSÃO 8

6 RESPOSTAS DO QUESTIONÁRIO 8

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 8

1 INTRODUÇÃO

A termodinâmica é uma ciência experimental, pois foi através da observação de fenômenos físico-químicos que foram elaboradas as leis básicas, conhecidas como a Lei Zero, a Primeira, a Segunda e a Terceira Leis da Termodinâmica. A Termodinâmica se propõe a resolver, normalmente, problemas que envolvem a determinação do valor do calor ou trabalho (formas de energia) necessário ou liberadonuma transformação, ou as mudanças de estado de uma substância ou mistura provocadas pela transferência de calor ou pela realização de trabalho. Porém, a aplicação da termodinâmica não permite a determinação da dinâmica dos processos, ou seja, a determinação de quão rápidos se estabelecem os estados finais de equilíbrio, pois este assunto é o objeto de estudo da cinética e dos fenômenos de transporte.

A termodinâmica é o ramo da físico-química que estuda as mudanças nas condições (estado) das substâncias puras ou de misturas a partir de alterações em sua temperatura, pressão e estado de agregação. Ela estabelece, também, os princípios fundamentais para a compreensão dos processos pelos quais as misturas podem ser separadas ou reagir entre si paragerar de calor e trabalho.

Para analisar os ganhos e perdas de calor envolvido em processos químicos e físicos é necessário antes definir o que é calor e calor específico de uma substância. Calor é a energia térmica que flui de um corpo para outro em virtude da diferença de temperatura entre eles, e calor específico é uma grandeza física intensiva que define a variação térmica de determinada substância ao receber determinada quantidade de calor. O aparelho utilizado para verificar as trocas de calor entre as substâncias é o calorímetro, sendo o mais simples deles o calorímetro de água. Quando uma transformação ocorre no interior deste calorímetro, a água que ele contém sofre uma alteração em sua temperatura. Sendo assim, baseando-se na variação de temperatura de um sistema é possível calcular a quantidade de calor liberada ou absorvida no processo através da expressão:

Q=m×c×∆T (1)

Onde Q é a quantidade de calor; m é a massa da substância; c é o calor específico da substância e ∆T é a variação de temperatura.

A variação de calor associada a uma transformação química, à pressão constante, é conhecida como entalpia de reação (〖∆H〗_R), que é definida como sendo a diferença entre a quantidade de calor do sistema após a transformação (H_F) e a quantidade de calor inicial (H_I).

〖∆H〗_R=H_I-H_F (2)

Quando uma transformação ocorre com absorção de energia, ou seja, 〖∆H〗_R> 0, ela é chamada de endotérmica, e quando ocorre com liberação de energia, ou seja, 〖∆H〗_R< 0, ela é chamada de exotérmica.

Uma importante contribuição para a termodinâmica foi dada pelo químico suíço Germain Hess, em 1840. Ele estabeleceu que a troca de entalpia de uma reação química que transforma os reagentes em produtos é independente do caminho escolhido para a reação e dos estágios intermediários os quais a reação procede, ou seja, é uma função de estado. Em outras palavras, pode–se considerar que as equações termoquímicas podem ser somadas como se fossem equações matemáticas (equações algébricas).

2 OBJETIVO

Verificar experimentalmente a Lei de Hess, através dos conceitos da termodinâmica.

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Materiais

1 calorímetro;

1 proveta de 250 mL;

1 termômetro;

1 agitador magnético;

2 béqueres de 250 mL

4,11 g de NaOH sólido;

1 vidro de relógio;

Água destilada;

50 mL de solução aquosa de HCl, 1,0 mol/L;

3.2 Métodos

A primeira parte do procedimento experimental foi a calibração do calorímetro de água. Inicialmente, 100 mL de águaà temperatura ambiente foi medida em uma proveta e colocada no calorímetro. Aferiu-se a temperatura desta quantidade de água com um termômetro, que marcou23º C. Logo após,