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Energia livre de Gibbs e a segunda lei da termodinâmica

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  O que diz a segunda lei da termodinâmica? A segunda lei da termodinâmica trata da espontaneidade de todos os processos. Ela afirma que só são espontâneos os processos que provocam um aumento na entropia do universo, definida como a soma das entropias do sistema e da vizinhança. Matematicamente, essa lei pode ser sintetizada nas equações abaixo: A igualdade na equação acima à esquerda corresponde a processos reversíveis, condição idealizada na qual ocorre um “processo em equilíbrio”. Na prática, todos os processos espontâneos reais provocam um aumento na entropia do universo. Qualquer processo que resulte em uma redução da entropia total (neste artigo a expressão “entropia total” é utilizada como sinônimo de “entropia do universo”) só poderá acontecer se for “acoplado” a outro processo de maneira que a combinação de ambos resulte em um aumento da entropia total. Apesar de funcionar para todos os processos, a definição de espontaneidade com base na entropia total não é muito ...

Propriedades coligativas: definição e fundamento termodinâmico

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 O que são propriedades coligativas Você já reparou que ao se adicionar açúcar ou sal à água fervente ela para de ferver? Ou que a água do mar ferve acima de 100 °C? Ou já viu que, nos países onda neva muito, é comum jogar sal nas estradas para evitar que elas fiquem muito escorregadias? Pois é, todos esses fenômenos têm a ver com as chamadas propriedades coligativas. Propriedades coligativas são propriedades de soluções que dependem apenas da quantidade de partículas (moléculas, íons, etc.) na solução e independem da identidade do soluto (soluções de glicose e sacarose, de mesma concentração molal, por exemplo, apresentam as mesmas propriedades coligativas). Uma maneira fácil de não se esquecer essa definição é se lembrar do termo “coligação”, muito utilizado em campanhas políticas, que designa um conjunto de partidos diferentes. Analogamente, as propriedades coligativas são propriedades de um conjunto de partículas diferentes (soluto e solvente). As propriedades coligativas...

Classificação de Ehrenfest para as transições de fase

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Fase e estado físico: existe diferença? Quando se fala em transição de fases logo pensamos em processos como fusão, ebulição, condensação e sublimação. Todos esses processos são acompanhados por mudanças de estado físico, o que nos dá a  impressão de que "transição de fase" é sinônimo de "mudança de estado físico". Entretanto, isso não é verdade! Existem transições de fase que não são acompanhadas por mudanças de estado físico, como, por exemplo, a transição que ocorre nos aços no processo de têmpera. Para entendermos essas diferenças é importante ter em mente que fase não é sinônimo de estado físico! Uma fase é uma porção de matéria física e quimicamente homogênea, enquanto que estado físico é uma porção de matéria fisicamente homogênea que pode apresentar falta de homogeneidade química. Grafite e diamante, por exemplo, são igualmente sólidos, mas constituem fases diferentes devido às diferentes ligações químicas que existem entre eles. Todos os alótropos de um...

O que é entalpia e qual a sua importância para a termoquímica?

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Definição de entalpia O termo entalpia aparece com frequência no estudo da termoquímica, geralmente associado a algum processo: entalpia de combustão, entalpia padrão de formação, entalpia de neutralização, etc. Apesar de ser uma função de estado muito conhecida, a maioria dos alunos não sabe dar uma definição correta de entalpia. Diante da pergunta "o que é entalpia?", muitos respondem coisas como: "é um tipo de energia" ou então "é sinônimo de calor". Sob certos pontos de vista - e com muita boa vontade - pode-se considerar que essas respostas não estão completamente erradas, como será demonstrado a seguir. Entretanto, elas revelam um desconhecimento da definição exata e precisa do conceito de entalpia. A definição exata de entalpia (H) é a seguinte: H = U + PV. Ou seja, entalpia é o nome dado à soma entre a energia interna e o produto da pressão pelo volume. É um conceito matemático, abstrato, e não algo material específico como algum tipo de "flu...

Calor pode ser armazenado? O que é calor?

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O que tem mais calor, água a 90 °C ou água a 25 °C? Essa pergunta aparentemente simples revela que muitas pessoas têm um entendimento errado a respeito do calor. A resposta correta é: não há calor em nenhuma das duas condições! Calor é energia térmica em trânsito que flui de um corpo de maior temperatura para um corpo de menor temperatura. Se não houver trânsito - ou seja, um processo - não haverá calor. Na linguagem da físico-química dizemos que calor, assim como trabalho, é uma "função de linha" e não uma "função de estado". Funções de linha são propriedades que só existem durante processos. Quando erguemos um objeto, por exemplo, realizamos trabalho sobre ele. Entretanto, não aumentamos a "quantidade de trabalho que o objetivo tem". O que aumenta é a sua energia potencial. Semelhantemente, quando fornecemos calor a um corpo não aumentamos a sua "quantidade de calor" mas sim a sua energia interna. Esse é uma tema que costuma confundir bastan...