1 of 37

Físico-química 2026

AULAS 7/8

24/27.08.2026

PROF. FERNANDO BARROSO

FCFRP/USP

2 of 37

Energia

Potencial

Tendência é abaixar a energia

calor + ???

transferência de energia

fenômeno da

P + L → PL

P_ex=cte

gás ideal

2

flbarroso@usp.br

3 of 37

Energia

Interna (U)

Energia interna (U) é “o que”, de verdade, o corpo possuí!

Energia do sistema

3

flbarroso@usp.br

4 of 37

(Conservação da energia)

[Adaptado de ilustração retirada da WikiPedia]

T

Experimento de Joule

Apenas Energia mecânica

Apenas calor

mesmo

valor

numérico

4

flbarroso@usp.br

5 of 37

Escolha de um

referencial conveniente...

Entalpia

(Pressão constante)

5

flbarroso@usp.br

6 of 37

Conceito de entalpia

(Pressão constante)

H

Entalpia

6

flbarroso@usp.br

7 of 37

(Pressão constante)

Conceito de entalpia

7

flbarroso@usp.br

8 of 37

Conceito de entalpia

(Pressão constante)

Não é possível medir H.

Apenas sua variação!

8

flbarroso@usp.br

9 of 37

Qual a diferença entre

ENTALPIA e ENERGIA INTERNA?

Por definição,

Mol de reação: é quando o número apropriado de moles das substâncias (como especificado pelos coeficientes estequiométricos) do lado esquerdo (= reagentes) são convertidos em substâncias do lado direito (= produtos) da equação química (balanceada).

[ L atm = 101,3J]

9

flbarroso@usp.br

10 of 37

Termodinâmica

Interconvenção de energias médias

Volume constante

Pressão constante

10

flbarroso@usp.br

11 of 37

Calorímetro

paredes adiabáticas

(não permite troca de calor)

11

flbarroso@usp.br

12 of 37

Exemplo: Durante a combustão, uma amostra de 0,2590g de ácido benzóico (C₆H₅COOH) é queimada em um calorímetro de volume constante. Conseqüentemente, a temperatura que banha o reservatório que contém esta amostra elevá-se de 20,17^oC a 22,22^oC. Se a capacidade térmica efetiva do calorímetro e da água é de 5267,8 J/K, calcule os valores de ∆U e ∆H para a combustão do ácido benzóico, em kJ/mol.

Dados

Esquema da reação

MM = 122,12g (Ac.Benzóico)

12

flbarroso@usp.br

13 of 37

Exemplo: Durante a combustão, uma amostra de 0,2590g de ácido benzóico (C₆H₅COOH) é queimada em um calorímetro de volume constante. Conseqüentemente, a temperatura que banha o reservatório que contém esta amostra elevá-se de 20,17^oC a 22,22^oC. Se a capacidade térmica efetiva do calorímetro e da água é de 5267,8 J/K, calcule os valores de ∆U e ∆H para a combustão do ácido benzóico, em kJ/mol.

Dados

Esquema da reação

MM = 122,12g (Ac.Benzóico)

Trate-a

como cte!

13

flbarroso@usp.br

14 of 37

Exemplo: Durante a combustão, uma amostra de 0,2590g de ácido benzóico (C₆H₅COOH) é queimada em um calorímetro de volume constante. Conseqüentemente, a temperatura que banha o reservatório que contém esta amostra elevá-se de 20,17^oC a 22,22^oC. Se a capacidade térmica efetiva do calorímetro e da água é de 5267,8 J/K, calcule os valores de ∆U e ∆H para a combustão do ácido benzóico, em kJ/mol.

Dados

Esquema da reação

MM = 122,12g (Ac.Benzóico)

Trate-a

como cte!

14

flbarroso@usp.br

15 of 37

Pela 1ª lei,

volume constante

Pela definição,

5267,8 J/K

20,17^oC a 22,22^oC

O Δ é o mesmo em K e ^oC!

Precisamos colocar o sinal

(negativo) para o calor perdido!

15

flbarroso@usp.br

16 of 37

Pela 1ª lei,

volume constante

Pela definição,

5267,8 J/K

20,17^oC a 22,22^oC

O Δ é o mesmo em K e ^oC!

kJ/mol

0,2590g

MM = 122,12g (Ac.Benzóico)

16

flbarroso@usp.br

17 of 37

Pela definição de entalpia,

Para a reação,

Temperatura do inicio do processo

(e que se mantém constante até o seu final)

17

flbarroso@usp.br

18 of 37

Aplicando em reações químicas

CALOR de reação

ENTALPIA de reação

coeficientes estequiométricos

Entalpia MOLAR [kcal/mol]

MOLAR

estado final

estado inicial

reação

Problema:

H não pode ser medido!

18

flbarroso@usp.br

19 of 37

Aplicando em reações químicas

CALOR de reação

ENTALPIA de reação

Entalpia MOLAR de formação [kcal/mol]

estado final

estado inicial

padrão

Quando aparecer apenas H, lembre que

estamos sempre nos referindo a ΔH!

Só ΔH pode ser medido!

19

flbarroso@usp.br

20 of 37

1. Definir uma escala de referência para a entalpia

Precisamos:

A entalpia será zero para todo elemento em sua forma mais estável na temperatura de 298.15K e pressão de 1 bar.

Exemplos

O “°” significa pressão de 1 bar

(estado padrão)

[1 atm = 1,01325 bar]

20

flbarroso@usp.br

21 of 37

21

flbarroso@usp.br

22 of 37

22

flbarroso@usp.br

23 of 37

Físico-Química

Prof. Fernando Luís Barroso da Silva (fernando@fcfrp.usp.br)

B.P.C. – DFQ/FCFRP - USP

Ribeirão Preto – Setembro 2019

24 of 37

Método indireto

Para compostos que não podem ser sintetizados diretamente

Combina-se a entalpia padrão de várias reações para se

obter a entalpia de outra reação

Lei de Hess

ΔH é uma função de estado

“A entalpia padrão de uma reação é igual a soma das entalpias padrões das reações parciais em que a reação pode ser dividida”

propriedade aditiva

valor depende apenas no estado presente do sistema e não como se chegou a este estado (não de qual foi o caminho utilizado).

diferente de calor e trabalho os quais dependem do caminho

24

flbarroso@usp.br

25 of 37

=

Ciclo termodinâmico

A

B

C

D

A

C

D

B

A

B

vale para qualquer função de estado

25

flbarroso@usp.br

26 of 37

Dependência na Temperatura

26

flbarroso@usp.br

27 of 37

Dependência na Temperatura

Para qualquer reação,

efeito da T

Quando aparecer apenas H, lembre que

estamos sempre nos referindo a ΔH!

Só ΔH pode ser medido!

27

flbarroso@usp.br

28 of 37

Dependência na Temperatura

28

flbarroso@usp.br

29 of 37

Assumindo que ΔC_P não depende da temperatura

Lei de Kirchhoff

ΔC_P cte

precisamos

integrá-la

É função de T!

29

flbarroso@usp.br

30 of 37

30

flbarroso@usp.br

31 of 37

Lei de Kirchhoff

Entalpia de reação na temperatura T₁

Entalpia de reação na temperatura T₂

* Lembre-se que aproximamos C_P!!

31

flbarroso@usp.br

32 of 37

32

flbarroso@usp.br

33 of 37

Exemplo: A variação da entalpia padrão para a reação

é Δ_rH⁰ é 285,4 kJ/mol a 1 bar e temperatura de 298K.

Calcule o valor de Δ_rH para a temperatura de 380K.

Assuma que todos os valores de C_P são independente da temperatura.

33

flbarroso@usp.br

34 of 37

Exemplo: A variação da entalpia padrão para a reação

é Δ_rH⁰ é 285,4 kJ/mol a 1 bar e temperatura de 298K.

Calcule o valor de Δ_rH para a temperatura de 380K.

Assuma que todos os valores de C_P são independente da temperatura.

padrão

Δ_rH⁰ (T=298K)= 285,4 kJ/mol

temos

Δ_rH(T=380K)=?

queremos

34

flbarroso@usp.br

35 of 37

Pela lei de Kirchhoff

Note que está em J e não kJ!

35

flbarroso@usp.br

36 of 37

Pela lei de Kirchhoff

Δ_rH⁰ (T=298K) = 285,4 kJ/mol

temperatura de 298K

Necessário para todos os

termos estarem em kJ!

temperatura de 380K

36

flbarroso@usp.br

37 of 37

Obrigado!

(Não se esqueça de ver as listas de exercícios no Google Drive).

37