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A termoquímica é uma área da físico-química que estuda os processos que envolvem troca de calor nas reações químicas, ou seja, as trocas de energia. Essa área da ciência está presente em inúmeras situações cotidianas, como na mudança física da água para gelo, em combustões e até mesmo quando cozinhamos um alimento. Veja alguns conceitos que você não pode deixar de conhecer:

A energia não pode ser destruída e nem criada

O princípio da conservação de energia, também conhecido como a 1ª lei da termodinâmica, diz que a energia pode ser conservada em forma de calor ou trabalho. Apesar de ser possível transformá-la, não é possível destruí-la ou criá-la do zero.

Como exemplo prático, podemos citar o funcionamento do motor de um automóvel. Dentro do motor, a energia química do combustível é transformada em trabalho e energia térmica através da combustão.

Sendo assim, conclui-se que a energia mecânica e a energia térmica necessárias para o funcionamento do automóvel não foram criadas espontaneamente, e sim transformadas a partir da energia química do combustível do carro. A partir disso, pode-se aplicar a fórmula para calcular a energia de uma reação:

Q = t + ?U, onde

Q = energia

t = trabalho

?U = variação de energia interna

As transferências de calor sempre ocorrem do corpo mais quente para o mais frio

Já que a primeira lei da termodinâmica define a conservação de energia, a segunda evidencia como ela se aplica. O calor sempre é transferido espontaneamente do corpo mais quente para o mais frio, de modo que a temperatura entre eles se equilibre. Considerando que a energia total do sistema é sempre constante, o corpo que possui maior quantidade de calor deve perder para o outro mais frio.

É possível entender esse conceito a partir de um chuveiro elétrico, por exemplo. Só é possível tomar banho quente em um chuveiro elétrico porque a resistência fica mais quente com a corrente elétrica e assim transfere calor para a água fria.

Temperatura, volume e pressão são conceitos intimamente ligados

A lei dos gases ideais afirma que a pressão que um gás exerce é proporcional a sua temperatura e volume. Desse modo, se a temperatura do gás subir, consequentemente sua pressão e volume também aumentarão.

O desodorante aerossol contém um gás sob pressão no interior do frasco. Ao apertar o botão de escape para aplicar o produto no corpo, sentimos uma queda de temperatura.  Isso acontece por que, quando liberado, o gás aumenta de volume, perdendo pressão e, consequentemente, ocasionando a diminuição da temperatura do produto.

As moléculas dos gases ideais se comportam com movimentos rápidos e aleatórios. Tais movimentos ocasionam colisões perfeitamente elásticas. A fórmula que permite calcular proporcionalidade da situação ideal dos gases é:

P.V = n.R.T, onde

P = pressão

V= volume

n = número de mols

R = constante dos gases ideais

T = temperatura

A água possui um elevado calor específico

Calor específico refere-se à quantidade de calor necessária para que uma substância varie sua temperatura. A água é uma das substâncias que possui maior calor específico, sendo ele correspondente a 1cal/gºC, ou seja, é necessário adicionar ou retirar 1 caloria por 1 grama de água para variar 1ºC.

Os metais costumam ter calor específico baixo, por isso temos a sensação de que estão frios quando entram em contato com a pele. O ouro, por exemplo, possui aproximadamente 0,03 cal/gºC.

Queimar os pés na areia da praia é algo bastante comum (e dolorido!). Esse fenômeno pode ser explicado através desse mesmo conceito citado anteriormente. A areia possui calor específico correspondente à 0,20 cal/gºC. Dessa forma, o sol é capaz de esquentar a areia muito mais rápido que a água do mar, por isso a diferença de temperatura em uma praia.

Fornecer calor a um gás faz com que ele realize trabalho

Para entender esse tópico, será mais fácil aplicá-lo em um exemplo prático, como uma máquina a vapor. Como você já sabe, a pressão, o volume e a temperatura de um gás variam proporcionalmente. A transformação da água em vapor através da queima do carvão na máquina a vapor é um exemplo da transformação de energia, que passa de energia química para térmica. A pressão do vapor ocasionada pela ebulição da água impulsiona o funcionamento do pistão, parte essencial para o funcionamento da máquina.

Não é possível medir a entalpia em si, mas sim sua variação

A lei de Hess é um dos conceitos que fundamentam a termoquímica. Tal lei estabelece que a variação da entalpia de uma reação química depende do estado inicial e final da reação. A entalpia é definida como ?H. Esse conceito é considerado como a quantidade de calor que as substâncias liberam ou absorvem após as reações. É possível obter o resultado da entalpia através da fórmula:

?H = ?Hf – ?Hi

?Hf = entalpia final

?Hi = entalpia inicial

A termoquímica é um tema extremamente amplo e que possui grande visibilidade nos principais vestibulares do país. Hoje trouxemos alguns conceitos que são essenciais para o aprofundamento nessa matéria, mas são apenas parte dela. Continue estudando!