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Química Física

Código: EMM0014     Sigla: QFIS

Áreas Científicas
Classificação Área Científica
OFICIAL Química

Ocorrência: 2018/2019 - 1S

Ativa? Sim
Unidade Responsável: Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais
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 46 Plano de estudos oficial a partir de 2006/07 2 - 6 56 162

Docência - Responsabilidades

Docente Responsabilidade
Luís Filipe Malheiros de Freitas Ferreira Regente

Docência - Horas

Teórico-Práticas: 4,00
Tipo Docente Turmas Horas
Teórico-Práticas Totais 1 4,00
Luís Filipe Malheiros de Freitas Ferreira 4,00

Língua de trabalho

Português

Objetivos

A Química-Física apresenta-se indiscutivelmente, nos dias de hoje, como um dos tópicos de capital importância a ser lecionado 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.

É objetivo da unidade curricular garantir que os estudantes 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 na obtenção e transformação de metais.

Resultados de aprendizagem e competências

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.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

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

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. 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

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 estudantes. Resolução de problemas, propostos em fichas de trabalho, de aplicação direta dos conhecimentos adquiridos.

Palavras Chave

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

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação Peso (%)
Teste 100,00
Total: 100,00

Componentes de Ocupação

Designação Tempo (Horas)
Estudo autónomo 106,00
Frequência das aulas 56,00
Total: 162,00

Obtenção de frequência

Em unidades curriculares sem componente laboratorial, este conceito não se aplica.

 

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação distribuída compreende dois momentos distintos: 1) 1º teste (T1; itens 1, 2 e 3 do programa); 2) 2º teste (T2; itens 4 e 5 do programa). A classificação desta componente corresponderá (numa escala de 0 a 20) à média aritmética dos testes T1 e T2.

Fórmula de avaliação: Nota final = 40% da nota da avaliação distribuída + 60% da nota do exame.

Finalmente, o estudante poderá ainda realizar o exame de recurso, tanto para obter aprovação como melhoria da classificação.

Observações: a) as datas dos testes T1 e T2 bem como dos exames serão definidas pela Comissão de Acompanhamento do MIEMM; b) os testes T1 e T2, que têm uma duração de 1h, não são suscetíveis de repescagem; c) caso um estudante não realize um dos testes, a classificação correspondente será de 0 valores; d) é condição de admissibilidade ao exame a obtenção da classificação mínima de 8 valores na avaliação distribuída; e) os exames, que terão lugar no final do semestre, têm uma duração máxima de 2h 30min, e incidirão sobre toda a matéria da unidade curricular; f) caso a aprovação tenha sido obtida por exame de recurso, a classificação final terá por base o resultado obtido no exame; g) os testes e os exames serão realizados sem qualquer tipo de consulta (exceção feita às tabelas de dados termodinâmicos e Tabela Periódica).

Provas e trabalhos especiais

Não aplicável

Trabalho de estágio/projeto

Não aplicável

Avaliação especial (TE, DA, ...)

A avaliação de casos especiais compreende a 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 época de recurso.

Observações

 

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