Termodinâmica

Código:

L.BIO008

Sigla:

TERM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências de Base (Matemática, Física, Química, Biologia)

Ocorrência: 2023/2024 - 2S (de 05-02-2024 a 24-05-2024)

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Química
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Bioengenharia

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L.BIO	148	Plano Oficial do ano letivo	1	-	6	52	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Pretende-se que o estudante entenda a necessidade e fique apto a manusear uma ferramenta que lhe permita não só a compreensão dos mecanismos através dos quais a energia flui numa célula viva mas também a análise termodinâmica de processos industriais.

O estudante deverá ser capaz de visualizar de uma forma integrada os processos de fotossíntese, metabolismo de nutrientes e respiração, compreendendo que a sustentação da vida depende de um ciclo de carbono-oxigénio que é finamente regulado e na maior parte dos casos iniciado pela energia solar.

O estudante ficará igualmente habilitado a calcular propriedades termodinâmicas de fluidos, fazer cálculos de equilíbrio de fases, e analisar processos industriais incluindo ciclos de potência e de refrigeração.

Resultados de aprendizagem e competências

O estudante deverá ser capaz de visualizar de uma forma integrada os processos de fotossíntese, metabolismo de nutrientes e respiração, compreendendo que a sustentação da vida depende de um ciclo de carbono-oxigénio que é finamente regulado e na maior parte dos casos iniciado pela energia solar.

O estudante ficará igualmente habilitado a calcular propriedades termodinâmicas de fluidos, fazer cálculos de equilíbrio de fases, e analisar processos industriais incluindo ciclos de potência e de refrigeração.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

Aulas Teórico-Praticas

1. Âmbito da bioenergética. Conceitos e princípios físicos, linguagem matemática, linguagem bioquímica. Energia e Vida Energia: fontes e transformação de energia. Os Elementos Químicos da Vida.

2. Conceitos de estrutura atómica.

3. Ligação química.

4. Primeiro Princípio da Termodinâmica Energia Interna e Entalpia Entalpias de ligação

5. Segundo e Terceiro Princípios da Termodinâmica Entropia e Função de Gibbs Função de Gibbs molar: o potencial químico.

6. Equilíbrio de fases em processos biológicos

7. Equilíbrio químico

8. Termodinâmica de processos de transporte biológico

9. Energética da respiração celular e da fotossíntese

10. Propriedades termodinâmicas de fluidos puros

11. Equilíbrio de fases (ELV, ELL, ESL e ESV)

12. Análise termodinâmica de processos

 

Aulas Laboratório

1. Calorimetria do cloreto de amónio: ΔH⁰ de ácido-base, de dissolução e de formação

2. Titulação potenciométrica: K_eq, ΔG⁰, ΔH⁰ e ΔS⁰ das desprotonações da glicina

3. Espectrofotometria de VIS: cinética da hidrólise catalisada pela invertase, parâmetros de activação ΔG^‡, ΔH^‡ e ΔS^‡

Bibliografia Obrigatória

Atkins Peter; Physical chemistry for the life sciences. ISBN: 9780199280957
Lehninger Albert L.; Principles of biochemistry
J. M. Smith; Introduction to chemical engineering thermodynamics. ISBN: 007-124708-4

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

O objectivo fundamental é a aquisição de competência teórica e prática para utilizar uma ferramenta que permita a compreensão dos mecanismos através dos quais a energia flui numa célula viva e a análise termodinâmica de processos industriais.

Os conceitos teóricos são novos e necessitam de uma compreensão/amadurecimento e a resolução de problemas e parte laboratorial são fundamentais para perceber as questões técnicas e interpretação de resultados.

Nas unidades curriculares de biofísica e de termodinâmica (ambas do 2º semestre do 1ºano) são desenvolvidos esforços conjuntos para uma integração racional dos conteúdos.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Teste	80,00
Trabalho laboratorial	20,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	106,00
Frequência das aulas	42,00
Trabalho laboratorial	14,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Cumprimento da presença no mínimo legal de aulas previsto, segundo as normas legais aplicáveis. 
Estão dispensados da verificação da assiduidade todos os casos previstos na lei e os estudantes que, em ano letivo anterior, tenham cumprido a assiduidade.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação é composta por uma componente teórica (CT) que contribui 80% para a nota final e a uma componente laboratorial (CL) que contribui 20% para a nota final.

Cálculo da nota final = (CT * 0.80) + (CL * 0.20)

Componente teórica CT, é a média das notas T1 e T2

A Componente laboratorial CL é constituída por uma avaliação/discussão dos  trabalhos laboratoriais e um teste T3

As componentes Teste 1, Teste 2 e Teste 3 são cotadas para 20 valores.

T1 - avaliação na semana intercalar
T2 - avaliação na época normal
T3 - Avaliação da componente laboratorial


Na Época de recurso é realizado um exame único que só inclui a componente teórica

 

Provas e trabalhos especiais

Não existe esta componente.

Trabalho de estágio/projeto

Não existe esta componente.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Segundo as normais legais em vigor na UP.

Melhoria de classificação

Segundo as normais legais em vigor na UP.

Observações

1. Aulas de laboratório 4 aulas
Trabalho 3 - espectrofotometria da fusão do ADN.

Estudantes repetentes com frequência:

A avaliação laboratorial é realizada exclusivamente no teste T3