Química Física

Código:

EMM0014

Sigla:

QFIS

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2012/2013 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Secção de Metalurgia
Curso/CE Responsável:	Mestrado Integrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIEMM	52	Plano de estudos oficial a partir de 2006/07	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Justificação:
A Química-Física apresenta-se indiscutivelmente, nos dias de hoje, como um dos tópicos de capital importância a ser leccionado num curso deste ramo da Engenharia.
O domínio da sua aplicação estende-se da Metalurgia Extrativa à Metalurgia Física, sendo inquestionável a relevância da aplicação da Termodinâmica, cinética das reações e o desenvolvimento de técnicas experimentais a aplicar em sistemas a temperatura elevada para interpretar/antecipar muitos dos fenómenos observáveis em Metalurgia.

Objetivos:
É objetivo da unidade curricular garantir que os alunos adquiram conhecimentos que permitam: 1) o domínio dos princípios básicos da Termodinâmica; 2) a análise dos dados experimentais divulgados para alguns sistemas termodinâmicos; 3) a aplicação da Termodinâmica no estudo de processos industriais utilizados para a obtenção e a transformação de metais.

Competências e resultados da aprendizagem:
Transversais:
- Organizar, interpretar, avaliar e criticar dados e resultados;
- Compreender a informação transmitida em discursos orais e textos escritos;
- Comunicar informação e conhecimentos de cariz científico de uma forma correta e clara;
- Aprender a aprender;
- Construir uma atitude positiva face à Ciência;
- Capacidade de trabalhar em equipa.

Específicas:
- Utilizar as relações entre conceitos e aplicá-los à resolução de problemas muito específicos;
- Estruturar relações entre conceitos de Química-Física.

Programa

1 - Introdução à Termodinâmica
Conceito de sistema e de estado.
Propriedades dos gases. Gases ideais e gases reais.
Equação de estado de um gás ideal.

2 - 1ª lei da Termodinâmica
Energia interna de um sistema.
1ª lei da Termodinâmica.
Entalpia.
Lei de Kirchhoff.
Termoquímica e sua aplicação em Metalurgia. Lei de Hess.
Temperatura adiabática de chama: seu significado e determinação.

3 - Entropia, Energia Livre e Equilíbrio Químico
2ª e 3ª leis da Termodinâmica.
Energia livre: de Helmholtz e de Gibbs.
Equilíbrio químico: a constante de equilíbrio.
A equação de Gibbs-Helmholtz.
Isotérmica de van't Hoff.
Isócora de van't Hoff e equação de Clausius-Clapeyron.

4 - Soluções
Lei de Raoult.
Atividades.
Lei de Henry.
Determinação experimental de atividades.
Coeficientes de interação.
Energia livre de mistura.
Soluções regulares.
Grandezas parciais molares.
Potencial químico.
Equação de Gibbs-Duhem.

5 - Extração e afinação de metais
Breve introdução ao estudo das escórias.
Redução de óxidos. Diagrama de Ellingham.
Tratamentos pré-metalúrgicos.
Fusão de sulfuretos.
Afinação por oxidação.
Processos hidrometalúrgicos.

Bibliografia Obrigatória

Apontamentos disponibilizados pelo docente durante o semestre
Parker, R. H.; An Introduction to Chemical Metallurgy. ISBN: 0-08-012457-7
Kubaschewski, O.; Metallurgical Thermochemistry. ISBN: 0080221076

Bibliografia Complementar

Upadhyaya, R. K. Dube ; Problems in Metallurgical Thermodynamics and Kinetics , Pergamon Press
Pierre Desré, Fiqiri Hodaj; Thermodynamique des Matériaux, EDP Sciences, 2010. ISBN: 978-2-7598-0427-6

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Exposição utilizando a projeção de transparências dos diferentes conceitos, acompanhada da apresentação de exemplos práticos e posterior discussão com os alunos.
Resolução de problemas, propostos em fichas de trabalho, de aplicação direta dos conhecimentos adquiridos.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia de materiais
Ciências Físicas > Química > Química física

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Peso (%)	Data Conclusão
Participação presencial (estimativa)	Participação presencial	56,00
	Total:	-	0,00

Componentes de Ocupação

Descrição	Tipo	Tempo (Horas)	Data Conclusão
Estudo de acompanhamento das aulas teórico-práticas	Estudo autónomo	56	2012-12-14
Preparação para testes	Estudo autónomo	46	2013-02-08
	Total:	102,00

Obtenção de frequência

Em disciplinas sem uma componente laboratorial, este conceito não se aplica.

Fórmula de cálculo da classificação final

A classificação final terá por base o resultado obtido no exame (sem consulta, excepção feita às tabelas de dados termodinâmicos e Tabela Periódica, com uma duração máxima de 2h 30m.) que terá lugar no final do semestre.

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os alunos abrangidos pelo ponto 4 do Artigo 3º das Normas Gerais de Avaliação serão avaliados pela realização de uma prova escrita sem consulta (exceção feita às tabelas de dados termodinâmicos e Tabela Periódica), com uma duração máxima de 2h 30min.

Melhoria de classificação

A melhoria da classificação pressupõe a inscrição na disciplina no ano letivo seguinte ao da obtenção da respetiva aprovação.

Observações

São pré-requisitos da disciplina conhecimentos de Química I e II, e Introdução à Engenharia de Materiais I.