Sumário

1 - Sistemas físico-químicos
1.1. O que é ciência?
1.2. Físico-Química
1.3. Mecânica: força
1.4. Trabalho mecânico
1.5. Energia mecânica
1.6. Equilíbrio
1.7. As propriedades térmicas da matéria
1.8. Temperatura como propriedade mecânica
1.9. A elasticidade do ar e a Lei de Boyle
1.10. A Lei de Gay-Lussac
1.11. Definição do mol
1.12. Equação de estado de um gás ideal
1.13. A equação de estado e as relações PVT
1.14. O comportamento PVT de gases reais
1.15. Lei dos estados correspondentes
1.16. Equações de estado para gases
1.17. A região critica
1.18. A equação de Van Der Waals e a liquefação de gases
1.19. Outras equações de estado
1.20. Misturas de gases ideais
1.21. Misturas de gases não ideais
1.22. Os conceitos de calor e capacidade calorífica
1.23. Trabalho nas variações de volume
1.24. Conceito geral de trabalho
1.25. Processos reversíveis
Problemas

2 - Energética
2.1. História da primeira lei da termodinâmica
2.2. O trabalho de Joule
2.3. Formulação da primeira lei
2.4. A natureza da energia interna
2.5. Uma definição mecânica de calor
2.6. Propriedades das diferenciais exatas
2.7. Processos adiabático e isotérmico
2.8. Entalpia
2.9. Capacidades caloríficas
2.10. A experiência de Joule
2.11. A experiência de Joule-Thomson
2.12. Aplicação da primeira lei aos gases ideais
2.13. Exemplos de cálculos de gases ideais
2.14. Termoquímica - Calores de reação
2.15. Entalpias de formação
2.16. Termoquímica experimental
2.17. Calorímetros de condução de calor
2.18. Calores de solução
2.19. Variação da entalpia de reação com a temperatura
2.20. Entalpias de ligação
2.21. Afinidade química
Problemas

3 - Entropia e energia livre
3.1. O ciclo de Carnot
3.2. A segunda lei da termodinâmica
3.3. A escala termodinâmica de temperatura
3.4. Relação entre as escalas de temperatura termodinâmica e do gás ideal
3.5. Entropia
3.6. Primeira e segunda leis combinadas
3.7. A desigualdade de Clausius
3.8. Variação da entropia na mudança de estado de agregação
3.9. Variação da entropia na mudança de estado de agregação
3.10. Variação de entropia em sistemas isolados
3.11. Entropia e equilíbrio
3.12. A termodinâmica e a vida
3.13. Condições de equilíbrio para sistemas fechados
3.14. A função de Gibbs - Equilíbrio T e P constantes
3.15. Variações isotérmicas de A e G
3.16. Potenciais termodinâmicos
3.17. Transformações de Legendre
3.18. Relações de Maxwell
3.19. Dependência da função de Gibbs da pressão e da temperatura
3.20. Variação da entropia com a pressão e temperatura
3.21. Aplicações da equação de estado termodinâmicas
3.22. O acesso ao zero absoluto
3.23. A terceira lei da termodinâmica
3.24. Uma ilustração da terceira lei
3.25. Entropias da terceira lei
Problemas

4 - Teoria cinética
4.1. Teoria atômica
4.2. Moléculas
4.3. A teoria cinética do calor
4.4. A pressão de um gás
4.5. Mistura de gases e pressão parcial
4.6. Energia cinética e temperatura
4.7. Velocidade moleculares
4.8. Efusão molecular
4.9. Gases imperfeitos - A equação de Van Der Waals
4.10. Forças intermoleculares e equações de estado
4.11. Velocidades moleculares - Direções
4.12. Colisões de moléculas com uma parede
4.13. Distribuição das velocidades moleculares
4.14. Velocidade em uma dimensão
4.15. Velocidade em duas dimensões
4.16. Velocidade em três dimensões
4.17. Análise experimental de velocidades
4.18. Equipartição da energia
4.19. Rotação e vibração das moléculas diatômicas
4.20. Movimento de moléculas poliatômicas
4.21. O princípio da equipartição e as capacidades caloríficas
4.22. Colisões entre as moléculas
4.23. Dedução da frequência de colisões
4.24. Viscosidade de um gás
4.25. Teoria cinética da viscosidade dos gases
4.26. Diâmetros moleculares e constante de força intermolecular
4.27. Condutibilidade térmica
4.28. Difusão
4.29. Solução da equação de difusão
Problemas

5 - Mecânica estatística
5.1. O método estatístico
5.2. Entropia e Desordem
5.3. Entropia e informação
5.4. Fórmula de Stirling para N!
5.5. Boltzmann
5.6. Como o estado de um sistema é definido
5.7. Ensembles
5.8. Método Lagrange para o máximo vinculado
5.9. Lei de distribuição de Boltzmann
5.10. Termodinâmica estatística
5.11. Entropia na mecânica estatística
5.12. A terceira lei na termodinâmica estatística
5.13. Cálculo de Z para partículas não-interagentes
5.14. Função de partição translacional
5.15. Funções de parição para movimentos moleculares internos
5.16. Função de partição clássica
Problemas

6 - Mudanças de estado
6.1. Fases
6.2. Componentes
6.3. Graus de liberdade
6.4. Teoria geral do equilíbrio o potencial químico
6.5. Condições de equilíbrio entre fase
6.6. A regra das fases
6.7. Diagrama de fases para um componente
6.8. Análise termodinâmica do diagrama PT
6.9. O sistema hélio
6.10. Pressão de vapor e pressão externa
6.11. Teoria estatística das mudanças de fases
6.12. Transformações sólido-sólido - O sistema enxofre
6.13. Medidas em pressões elevadas
Problemas

7 - Soluções
7.1. Medidas de composição
7.2. Quantidades molares parciais: o volume molar parcial
7.3. Atividades e coeficientes de atividade
7.4. Determinação das quantidades molares parciais
7.5. Solução ideal - Lei de Raoult
7.6. Termodinâmica de soluções ideais
7.7. Solubilidade de gases em líquidos - Lei de Henry
7.8. Mecanismo da anestesia
7.9. Sistemas de dois componentes
7.10. Diagramas pressão-composição
7.11. Diagramas temperatura
7.12. Destilação fracionada
7.13. Soluções de sólidos em líquidos
7.14. Pressão osmótica
7.15. Pressão osmótica e pressão de vapor
7.16. Desvios de soluções da idealidade
7.17. Diagramas de ponto de ebulição
7.18. Solubilidade de líquidos em líquidos
7.19. Condição termodinâmica para a separação de fases
7.20. Termodinâmica de soluções não-ideais
7.21. Equilíbrio sólido-líquido diagramas eutéticos simples
7.22. Formação de compostos
7.23. Soluções sólidas
7.24. O diagrama ferro-carbono
7.25. Mecânica estatística de soluções
7.26. O modelo Bragg-Williams
Problemas

8 - Afinidade química
8.1. Equilíbrio dinâmico
8.2. Entalpia livre e afinidade química
8.3. Condição para o equilíbrio químico
8.4. Entalpias livre padrão
8.5. Entalpia livre e equilíbrio em reações com gases ideais
8.6. Constante de equilíbrio em unidades de concentração
8.7. Medida de equilíbrios gasosos
8.8. Princípio de Le Chatelier e Braun
8.9. Variação da constante de equilíbrio com a pressão
8.10. Variação da constante equilíbrio calculadas a partir de capacidades caloríficas e da terceira lei
8.12. Termodinâmica estatística das constantes de equilíbrio
8.13. Exemplo de cálculo estatístico de Kp
8.14. Equilíbrios em sistemas não-ideais - Fugacidade e atividade
8.15. Gases não-ideais - Fugacidade e estado-padrão
8.16. Uso da fugacidade em cálculos de equilíbrio
8.17. Estados-padrão para componentes de uma solução
8.18. Atividades de solvente e soluto não-volátil a partir da pressão de vapor da solução
8.19. Constantes de equilíbrio em solução
8.20. Termodinâmica de reações bioquímicas
8.21. Entalpia livre de formação de substâncias bioquímicas em solução aquosa
8.22. Efeitos da pressão sobre as constantes de equilíbrio
8.23. Efeito da pressão sobre a atividade
8.24. Equilíbrios químicos envolvendo fases condensadas
Problemas

9 - Velocidades das reações químicas
9.1. A velocidade das reações químicas
9.2. Métodos experimentais na cinética
9.3. Ordem de uma reação
9.4. Molecularidade de uma reação
9.5. Mecanismo de reação
9.6. Equações de velocidade de primeira ordem
9.7. Equações de velocidade de segunda ordem
9.8. Equações de velocidade de terceira ordem
9.9. Determinação da ordem de reação
9.10. Reações reversíveis
9.11. Princípio do balanceamento detalhado
9.12. Constates de velocidade e constantes de equilíbrio
9.13. Reações consecutivas
9.14. Reações paralelas
9.15. Relaxação química
9.16. Reações em sistemas de escoamento
9.17. Estados estacionários e processos dissipativos
9.18. Termodinâmica de não-equilíbrio
9.19. O método de Onsager
9.20. Produção de entropia
9.21. Estados estacionários
9.22. Efeito da temperatura sobre a velocidade de reação
9.23. Teoria da colisão em reações gasosas
9.24. Velocidade de reação e seções transversais
9.25. Cálculo das constantes de velocidade na teoria da colisão
9.26. Verificação da teoria da colisão de esferas rígidas
9.27. Reações de átomos e moléculas de hidrogênio
9.28. Superfície de energia potencia para H+ H2
9.29. Teoria do Complexo ativado
9.30. Teoria do estado de transição em termos termodinâmicos
9.31. Dinâmica química - Métodos de monte Carlo
9.32. Reações em feixes moleculares
9.33. Teoria das reações unimoleculares
9.34. Reações em cadeia: Formação de ácido bromídico
9.35. Cadeias de radicais livres
9.36. Cadeias ramificadas - reações explosivas
9.37. Reações trimoleculares
9.38. Reações em solução
9.39. Catálise homogênea
9.41. Reações enzimáticas
9.42. Cinética das reações enzimáticas
9.43. Inibição de enzimas
9.44. Uma enzima exemplar: a acetilcolinoestirase
Problemas