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Júpiter - Sistema de Graduação

Escola Politécnica
 
Engenharia Metalúrgica e Materiais
 
Disciplina: PMT3206 - Físico-Química para Metalurgia e Materiais II
Physical Chemistry for Metallurgy and Materials II

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2015 Desativação:

Objetivos
Desenvolver habilidade de cálculo e interpretação do equílibrio de sistemas multicomponentes. Dar início ao estudo dos mecanismos da cinética das reações presentes nos principais processos da Engenharia Metalúrgica e de Materiais: mecanismos para reações homogêneas e heterogêneas (reações sólido/fluido, líquido/líquido e líquido/gás).
 
To develop skills in calculation and interpretation of equilibrium of multicomponent systems. To begin the study of mechanisms and kinetics of reactions in the main Metallurgical and Materials processes: mechanisms for homogeneous and heterogeneous reactions (reactions solid / fluid, liquid / liquid and liquid / gas).
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
729097 - Flavio Beneduce Neto
 
Programa Resumido
Termodinâmica dos Sistemas Multicomponentes.
Classificação das reações. Definição de velocidade de reação.
Cinética de Reações Homogêneas.
Cinética das Reações Heterogêneas: Leis de Fick. Adsorção.
Reações Sólido/Gás: Sólido Denso.
Reações Líquido/Líquido.
Reações Líquido/Gás.
 
Thermodynamics of Multicomponent Systems.
Classification of reactions. Definition of reaction rate.
Kinetics of Homogeneous reactions.
Kinetics of Heterogeneous reactions: Fick's laws; Adsorption.
Gas-particle reactions: Unreacted core model.
Liquid-liquid reactions.
Liquid-gas reactions.
 
 
Programa
Termodinâmica dos Sistemas Multicomponentes: Escala de atividade Henryana (porcentagem em massa); parâmetros de interação; análise do equilíbrio para reações Metal/ Escória e Metal Líquido/Gás.
Introdução à Cinética das Reações. Classificação das reações. Definição de velocidade de reação.
Cinética de Reações Homogêneas: Dependência da concentração; Reações Elementares e não Elementares; Molecularidade e Ordem; Constante de velocidade; Pesquisa de Mecanismo; Métodos de determinação da Ordem das Reações; Efeito da Temperatura (Equação de Arrhenius).
Introdução à Cinética das Reações Heterogêneas: Difusão em meio estacionário; Leis de Fick; Modelo da Camada Limite de Nernst; Adsorção.
Reações Sólido/Gás. Sólido Denso tamanho constante: Controle por Difusão Gasosa, por Difusão na Camada de Cinza e por Reação Química. Sólido Denso tamanho em diminuição: Controle por Difusão Gasosa e por Reação Química.
Reações Líquido/Líquido: Processos controlados por Difusão e Reação na Interface; Aplicações para Fases Metálicas e Escórias Metalúrgicas.
Reações Líquido/Gás: Vaporização Livre; Cinética de Reações envolvendo fases Metálicas.
 
Thermodynamics of Multicomponent Systems: Henrian activity (percentage mass) interaction parameters, analysis of equilibrium for reactions Metal / Slag and Metal Liquid / Gas.
Introduction to Kinetics of Reactions: Classification of reactions. Definition of reaction rate.
Kinetics of homogeneous reactions: Concentration-dependent term of a rate equation: Elementary and nonelementary reactions; Molecuratity of reaction; Order of reaction; Rate constant; Testing kinetic models. Temperature-dependent term of a rate equation. Searching for a mechanism.
Introduction to the kinetics of heterogeneous reactions: Steady-state diffusion; Fick's laws; Nernst diffusion layer; Adsorption.
Gas-particle reactions. Unreacted core model for spherical particles of constant size: Gas film diffusion control; Diffusion through ash layer control; Chemical reaction control. Rate of reaction for shrinking spherical particles: Gas film diffusion control; Chemical reaction control.
Liquid-liquid reactions: Slag-metal (liquid metal) reactions.
Liquid-gas reactions: Gas-metal (liquid metal) reactions.
 
 
Avaliação
     
Método
Provas
Critério
A média final (M) é obtida por:
M = (P1+1,5P2+2P3)/4,5
Onde P1, P2 e P3 são três provas.
Se M é maior ou igual a 5,0 e a frequência é maior ou igual a 70%, o aluno está aprovado.
Se M é maior ou igual a 3,0 e inferior a 5,0 e a frequência é maior ou igual a 70%, o aluno tem direito à Recuperação.
Norma de Recuperação
Exame escrito sobre todo o programa, realizado em data permitida pela EPUSP.
Para aprovação a nota (E) do exame de Recuperação deve ser tal que (M + E)/2 > 5,0.
 
Bibliografia
     
1. LEVENSPIEL, O. Chemical Reaction Engineering. New York, John Wiley & Sons, 1972.
2. ROSENQVIST, T. Principles of extractive metallurgy. Tokyo, McGraw-Hill Kogakusha. 1974.
3. LUPIS, Ch.P. Chemical Thermodynamics of Materiais. News York, North-Holland, 1983. (Cap.XIV: Adsorption).
4. ELLIOT. J. F. The physical chemistry of steelmaking: proceedings of the Conference The Physical Chemistry of Iron and Steelmaking, 1956. New York, MIT, 1958.

Bibliografia Complementar (Complement):
1. DARKEN, L.S. and GURRY, R.W. Physical Chemistry of Metals, News York, McGraw-Hill, 1953.
2. SOHN, H. Y.; WADSWORTH, M. E. Rate processes of extractive metallurgy. New York, Plenum Press, 1979.
 

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