Esta disciplina visa apresentar fundamentos de termodinâmica aplicada à área de ciência e engenharia de materiais. Especial ênfase é dada à energia na forma e calor para aquecimento de sistemas termodinâmicos; cálculos de variação de entalpia; entropia e energia de Gibbs de elementos e compostos em mudanças de estado; cálculos de variação de entalpia; entropia e energia de Gibbs de reação; aplicação da propriedade energia de Gibbs para avaliação de transformações espontâneas e em equilíbrio; fundamentos de termodinâmica de soluções; cálculos de condições de equilíbrio em sistemas heterogêneos. Apresenta-se também as principais diferenças entre esta disciplina e a disciplina de Termodinâmica de Máquinas.
1) Introdução; 2) 1a Lei da Termodinâmica 3) 2a e 3a Leis da Termodinâmica 4) Equilíbrio heterogêneo: composição variável da fase gasosa; 5) Equilíbrio heterogêneo: composição variável da fase condensada;
1- Introdução: sistema; vizinhanças; fases; equilíbrio; fronteiras adiabáticas e diatérmicas; processos reversíveis e irreversíveis; estado termodinâmico; mudança de estado; processos cíclicos; equação de estado; calor; trabalho. 2- A 1ª lei de Termodinâmica: energia interna; capacidades térmicas; entalpia; entalpia de transformação de fases; entalpia de formação e de reação; entalpia de reação em função da temperatura (introdução ao loop termodinâmico). 3- A 2ª e 3ª leis da Termodinâmica: Dispersão de energia e entropia; entropia no zero absoluto; entropia de reação; entropia de reação em função da temperatura; desigualdade de Clausius; critérios de espontaneidade e equilíbrio; energia de Gibbs; energia de Helmholtz; energia de Gibbs de reação em função da temperatura; equação de Gibbs-Helmholtz. 4- Equilíbrio heterogêneo: composição variável da fase gasosa: mistura de gases ideais; lei de Dalton; energia de Gibbs de um gás ideal; pressão de equilíbrio em sistemas metal-óxido-O2(g). 5- Equilíbrio heterogêneo: composição variável da fase condensada: fugacidade; atividade termodinâmica; soluções e grandezas parciais molares; potencial químico; modelos de soluções; propriedades termodinâmicas de excesso
1) Johnson, D.L. & Stracher, G.B., Thermodynamic - Loop Applications in Materials Systems, vols.1 e 2, The Minerals, Metals & Materials Society, 1995. ISBN 0-87339-270-1. 2) P. Atkins & J. de Paula. Físico-Química, Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., 2008. ISBN 978-85-216-1600-9. 3) S.Stolen, T.Grande. Chemical Thermodynamics of Materials, John Wiley & Sons, Ltd. 2005. ISBN 978-0-471-49230-6. 4) R. DeHoff. Thermodynamics in Materials Science. Taylor & Francis Group, 2006. ISBN 978-0-8493-4065-9. 5) Y.A. Chang & W.A. Oates. Materials Thermodynamics, John Wiley & Sons, 2010. ISBN 978-0-470-48414-2.
