Ministério da Educação Universidade Tecnológica Federal do Paraná

Câmpus Francisco Beltrão

Informações da disciplina

CódigoOfertado Disciplina/Unidade Curricular Modo de Avaliação

Modalidadeda

disciplinaOferta

QUI008 Termodinâmica 2 Nota/Conceito EFrequência Presencial Semestral

Carga Horária

AT AP ANP APCC Total

4 0 0 0 60

AT: Atividades Teóricas (aulas semanais).AP: Atividades Práticas (aulas semanais).ANP: Atividades não presenciais (horas no período).APCC: Atividades Práticas como Componente Curricular (aulas no período, esta carga horária está incluída em AP e AT).Total: carga horária total da disciplina em horas.

Objetivo

Ao final desta disciplina, o aluno deverá ser capaz de compreender e aplicar os conceitos da termodinâmicade equilíbrio químico e equilíbrio de fases a problemas da Engenharia Química e Engenharia de Alimentosque envolvem reação química ou separação de compostos de soluções contendo multicomponentes.

Mais especificamente:

(a) Compreender os conceitos de potencial químico e fugacidade; (b) Selecionar modelos apropriados paracalcular o equilíbrio de fase de sistemas em estado sólido, líquido ou gás; (c) Executar cálculos de EquilíbrioLíquido-Vapor, incluindo cálculos do tipo flash; (d) Compreender os conceitos básicos de Equilíbrio Líquido-Líquido, Líquido-Líquido-Vapor, Sólido-Líquido e Sólido-Sólido; (e) Interpretar dados experimentais eselecionar modelos apropriados para descrever a termodinâmica de misturas contendo múltiplasfases; (f) Calcular o equilíbrio termodinâmico de reações químicas fornecidas as condições de temperatura,pressão e composição; (g) Aprender a trabalhar eficientemente em grupo .

Ementa

Propriedades termodinâmicas das misturas homogêneas. Equilíbrio de fases. Equilíbrio químico. Equilíbrio multirreacional.

Conteúdo Programático

Ordem Ementa Conteúdo

Ordem Ementa Conteúdo

1 Propriedades termodinâmicas das misturashomogêneas.

A natureza do equilíbrio. A regra defases e o teorema de Duhem. A Energiade Gibbs como critério para o Equilíbriode Fases. Papéis da Energia e daEntropia no Equilíbrio de Fases. Aequação de Clapeyron e de Clausius-Clapeyron. Propriedades parciaismolares. Equação de Gibbs-Duhem.Propriedades de mistura. Relações entregrandezas parciais molares. Potencialquímico e sua dependência com atemperatura e pressão.

2 Equilíbrio de fases.

Definição de fugacidade. Critérios para oequilíbrio em termos da fugacidade.Determinação da fugacidade e docoeficiente de fugacidade para gasespuros e mistura de gases. A regra deLewis da fugacidade. Propriedades demisturas de gases ideais. Solução ideal.Fugacidade na fase líquida. Estados dereferência para a fase líquida.Propriedades em excesso. Propriedadesde Mistura incluindo propriedades emexcesso. Relações termodinâmicas entrecoeficientes de atividade. Modelos paracoeficiente de atividade baseados emenergia de Gibbs em excesso.Abordagem da equação de estado para afase líquida. Fugacidade na fase sólida.

3 Equilíbrio químico.

Comportamento qualitativo do ELV.Modelos simples para ELV. Lei de Raoult(gás ideal/solução ideal). Correlaçõespara valores de K. Lei de Raoultmodificada. A formulação gama/phi doELV: Problemas Bolha T, Bolha P,Orvalho T, Orvalho P. Cálculo flashisotérmico. ELV (gás real, solução real).Azeótropos. Ajuste de modelos decoeficiente de atividade com dados ELV.ELV a partir de equações cúbicas.Equilíbrio e Estabilidade. EquilíbrioLíquido-Líquido. Equilíbrio Líquido-Líquido-Vapor (ELLV). Equilíbrio Sólido-Líquido. Equilíbrio Sólido-Sólido.Propriedades Coligativas.

4 Equilíbrio multireacional.

Reação Química e Energia de Gibbs.Equilíbrio com uma única reação. Cálculode K a partir de dados termodinâmicos.Cálculo de K por meio da energia deGibbs de formação. Dependência de Kcom a temperatura. Relação daconstante de equilíbrio e a concentraçãodas substâncias que participam dareação (em fase gasosa, líquida eheterogênea). Estudo de múltiplasreações. Solução de Equilíbrios de VáriasReações por Minimização da Energia deGibbs.

Bibliografia Básica

Bibliografia Básica

TERRON, Luiz Roberto. Termodinâmica química aplicada. 1. ed. Barueri, SP: Manole, c2009. x, 836 p. ISBN 9788520420829.

SMITH, John M.; VAN NESS, H. C.; ABBOTT, Michael M. Introdução à termodinâmica da engenharia química. 7. ed. Rio de Janeiro, RJ:LTC, 2007. 626 p. ISBN 9788521615538.

KORETSKY, Milo D. Termodinâmica para engenharia química. Rio de Janeiro, RJ: LTC, c2007. 502 p. + CD ROM ISBN 9788521615309.

Bibliografia Complementar

MORAN, Michael J. et al. Princípios de termodinâmica para engenharia. 7. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2013. xvi, 819 p. ISBN9788521622123.

SANDLER, S.I. Chemical Biochemical & Engineering Thermodynamics. 4th Edition. John Wiley & Sons, 2006.

AZEVEDO, E.G. Termodinâmica Aplicada. 3 ed., Editora Escolar, 2011.

ELLIOT, J.R.; LIRA, C.T. Introductory Chemical Engineering Themodynamics. 2 ed, Prentice Hall, 2012.

MATSOUKAS, T. Fundamento de Termodinâmica para Engenharia Química, Editora LTC, 1ª Edição, Rio de Janeiro, 2016.

# Resumo da Alteração Edição Data Aprovação Data

1 Inclusão devido à nova matriz. Andre Zuber 17/05/2017 Andre Zuber 07/08/2017

10/12/2017 11:44