As Variações de entropia infinitesimais
Por: Ellem França • 26/2/2018 • Trabalho acadêmico • 4.622 Palavras (19 Páginas) • 226 Visualizações
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SULDESTE DO PARÁ
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIA E ENGENHARIAS
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
ENTROPIA
Ana Paula Silva
Brenda Vieira da Silva
Cássia de Aquino Sousa
Danúbia Santos Barros
Ellem de França Lima
Marabá/PA
Outubro/2015
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO SUL E SULDESTE DO PARÁ
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIA E ENGENHARIAS
CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA
Ana Paula Silva
Brenda Vieira da Silva
Cássia de Aquino Sousa
Danúbia Santos Barros
Ellem de França Lima
ENTROPIA
Trabalho acadêmico da disciplina de Físico-química, turma EQ2014, ministrada pelo Eng. Dr. Dyenny Lhamas, na Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará.
Marabá/PA
Outubro/2015
SUMÁRIO
RESUMO 4
INTRODUÇÃO 5
OBJETIVO6
METODOLOGIA6
ENTROPIA7
Energia livre de Gibbs7
Variações de Entropia 8
Variações de entropia infinitesimais9
Variação de entropia com aumento de temperatura10
Variação de entropia para expansão isotérmica de um gás ideal11
Variação de entropia que acompanham as mudanças de estado físico11
As entropias-padrão de reação14
Calculando a entropia-padrão de reação15
Variações globais na entropia 16
As vizinhanças16
Estimando a variação de entropia das vizinhanças 17
Uma Interpretação Molecular da Entropia18
A Variação Total da Entropia19
O Equilíbrio22
CONSIDERAÇÕES FINAIS24
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS25
RESUMO
A entropia (S) foi definida por Clausius em 1854. Origina-se do grego e é uma função de estado que relaciona a capacidade de um sistema de trocar calor por unidade de temperatura. Este artigo propõe-se demonstrar um pouco da definição e a relação com o calor e consequentemente a desordem, abrangendo seus cálculos e seus passos, tornando o estudo organizado através do método sistemático. O estudo foi realizado por meio de estudos e observações feitos indiretamente, através de buscas de conteúdos que salientam o tema proposto. Buscando a maior obtenção de conhecimento, e da ampliação do campo de vista na área da termodinâmica, com enfoque na sua segunda lei, onde há relações entre a entropia e seus processos.
Palavras-Chave: Variação de entropia; Energia; Processos termodinâmicos;
INTRODUÇÃO
As derivadas primeiras relacionadas à energia livre de Gibbs em relação à temperatura, ou pressão, definem a entalpia (H), a entropia (S), e o volume (V). Porém, no trabalho a seguir, será descrito com o enfoque a Entropia (S), que é um dos princípios da termodinâmica.
O segundo princípio da termodinâmica trata-se de uma “nova” propriedade denominada entropia. Segundo CENGEL (1994), a entropia é definida à custa de uma operação matemática e, por isso, o seu significado físico é difícil de apreender à primeira vista, porém de forma simplificada pode-se alegar que a entropia mensura o grau de irreversibilidade de um sistema, que é agregada a denominada “desordem” de um sistema termodinâmico. Que a relaciona de acordo com a termodinâmica clássica exemplificada a seguir:
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O diferencial de entropia é igual ao diferencial do calor envolvido em transformações reversíveis, a dividir pela temperatura. E apesar de não ser possível acompanhar o trajeto de um átomo ou molécula em relação aos níveis de energia, pode-se analisar o número médio de moléculas que se localizam num determinado posição de energia. Ludwig Boltzman relacionou a entropia com a distribuição de moléculas pelos níveis de energia, representados na equação abaixo:
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Que será mais detalhado no trabalho a seguir.
2 OBJETIVO
Através do estudo da entropia, deseja-se alcançar êxito ao saber da respeitável função que a entropia desempenha na termodinâmica em sistemas onde há irreversibilidades, visando reduzi-las ao máximo, para o alcance de melhores desempenhos. Levando em consideração também, as aplicações das peculiaridades da entropia no universo, e no cotidiano, desde as equações das variâncias até o alcance do equilíbrio.
3 METODOLOGIA
Este projeto foi idealizado em meio a observações assistemáticas, e diversas leituras. Sendo complementadas com pesquisas bibliográficas em sites especializados na área, dissertações e livros, coligadas ao tema deste trabalho.
- ENTROPIA
4.1 Energia livre de Gibbs
A energia livre recebeu este nome em função de ter sido deduzida pelo cientista Josiah Willard Gibbs, nos Estados Unidos no século XIX, cientista este que foi responsável pelos fundamentos da termodinâmica e pela Físico-Química.
A energia livre de Gibbs (∆G) é uma grandeza termodinâmica definida como a diferença entre variação de (∆H) e a temperatura (T) vezes a variação de (∆S) em uma reação. De acordo com a equação 1 abaixo:
[Eq. 1]
∆G = ∆H - T∆S
Onde:
∆H = é uma função de estado chamada de variação de entalpia que informa a variação de energia em pressão constante.
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