ENQ-150 - Termodinâmica Química Aplicada
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Número de Créditos: 10
Carga Horária: 150h
Caráter da Disciplina: Obrigatória
Ementa
1. Conceitos Fundamentais e Equações Básicas:
1.1 Estrutura da Termodinâmica
1.2 Conceitos e definições importantes: sistema termodinâmico, propriedades termodinâmica, estado de equilíbrio.
1.3 Principais propriedades mensuráveis.
1.4 1a Lei da termodinâmica para sistema fechado e para um volume de controle.
1.5 2a Lei da termodinâmica
1.6 A desigualdade de Clausius e Entropia.
1.7 Entropia em processos Irreversíveis.
1.8 2a Lei para volume de controle
1.9 Critérios de equilíbrio
2. Fluidos ideais e Reais:
2.1 Propriedades volumétricas de substâncias puras e simples
2.2 Equações de Estado e o cálculo de volume molar a partir de equações cúbicas.
2.3 Eficiências de turbinas e compressores.
2.4 Ciclos de refrigeração e potência.
2.5 Equação fundamental da termodinâmica.
2.6 Propriedades residuais
2.7 Cálculo de propriedades de propriedades termodinâmicas (substância pura).
2.8 Introdução à termodinâmica estatística: Teoria cinética dos gases e teorema da equipartição. Função Partição Canônica. Entropia e probabilidade.
3. Misturas e Soluções:
3.1 Introdução às forças intermoleculares e funções potenciais.
3.2 Misturas de gases ideias e reais.
3.3 Solução ideal.
3.4 Equação Fundamental da Termodinâmica para sistemas com composição variável.
3.5 Propriedades: de mistura, parcial molar e em excesso
3.6 Cálculo de propriedades termodinâmicas (misturas).
4. Equilíbrio de Fases:
4.1 Equilíbrio de fases e fugacidade.
4.2 Equilíbrio Líquido-Vapor (ELV) - método fi-fi
4.3 Fugacidade de líquido. Soluções ideias e o coeficiente de atividade
4.4 Cálculo de ELV – método gama-fi.
4.5 Correlações para o coeficiente de atividade (Wilson, NRTL, UNIQUAC, UNIFAC).
4.6 Equilíbrio Líquido-Líquido-Vapor.
4.7 Equilíbrio Sólido-Liquido.
5. Equilíbrio Químico:
5.1 Equilíbrio Químico.
5.2 Cálculo do Equilíbrio Químico Métodos: restrição por balanço molar (avanço de reação); e restrição por balanço atômico.
5.3 Cálculo de Equilíbrio Químico e de Fases simultaneamente.
Bibliografia
- Smith, J.M.; Van Ness, H.C. e Abbott, M.M. Introdução à Termodinâmica da Engenharia Química, 7ª Ed. Rio de Janeiro, LTC, 2007 ou: Introduction to chemical engineering thermodynamics. 7 ed. New York: McGraw-Hill, 2011.
- Borgnakke, C.; Sonntag; R.E. Fundamentos da Termodinâmica. 7 ed. São Paulo: Blucher, 2012.
- Poling, B.E.; Prausnitz, J.M.; O'Connell, J.P. The Properties of Gases and Liquids. 5th Ed., John Wiley, New York 2001. Tester J.W.; Modell M. Thermodynamics and Its Applications. 3rd Ed., Prentice Hall, 1996.
- Prausnitz, J.M.; Lichtenthaler, R.N.; Azevedo, E.G. Molecular Thermodynamics of Fluid-Phase Equilibria. 3rd Ed., Prentice Hall, 1999.
- McQuarrie, D.A. e Simon, J.D. Molecular Thermodynamics, 1st ed. Sausalito, University Science Books, 1999.
Áreas de pesquisa
AP1 - Sistemas Particulados
AP2 - Reatores Químicos Heterogêneos e Catálise
AP3 - Engenharia Bioquímica
AP4 - Controle Ambiental
AP5 - Simulação e Controle de Processos Químicos
AP6 - Termodinâmica e processos de separação