Termodinâmica

Código:

EBE0006

Sigla:

TERM

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Ciências de Base

Ocorrência: 2020/2021 - 2S

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

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
MIB	109	Plano de estudos oficial	1	-	6	56	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. Calorimetriado 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 DNA (UV): K_eq, ΔG⁰, ΔH⁰ e ΔS⁰ de desnaturação de DNA

4. 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	100,00
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

De acordo com o RPAAE, Regulamento Pedagógico e de Avaliação do Aproveitamento dos Estudantes do ICBAS.

Fórmula de cálculo da classificação final

 Nota final = ((0.70 * Nota Teste 1 + 0.3 * Nota Teste 2)*0.75 + 0.25 * Nota Teste 3)

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

Teste 1 - Componente Capítulos 1 a 9
Teste 2 - Componente Capítulos 10 a 12
Teste 3 - Componente Laboratorial

Na Época de recurso é realizado um exame único que inclui obrigatoriamente todas as componentes.

 

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.

A melhoria de classificação é realizada em exame único que inclui obrigatoriamente todas as componentes.

Observações

Dada a alteração da carga horária laboratorial a nota final será calculada por:

Nota final = ((0.70 * Nota Teste 1 + 0.3 * Nota Teste 2)*0.85+ 0.15* Nota Teste 3)

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

Teste 1 - Componente Capítulos 1 a 9
Teste 2 - Componente Capítulos 10 a 12
Teste 3 - Componente Laboratorial

Na Época de recurso é realizado um exame único que inclui obrigatoriamente todas as componentes.