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A termoquímica é um ramo da química que estuda as trocas de calor envolvidas nas reações químicas e nas mudanças de estado físico da matéria. A principal preocupação da termoquímica é a variação de energia, particularmente em forma de calor, que ocorre durante esses processos. Essa área de estudo é fundamental para entender como as reações químicas podem ser controladas e otimizadas, seja em processos industriais ou laboratoriais.

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Gráfico: Mostrar a curva de energia de uma reação exotérmica, onde a energia dos reagentes é maior do que a dos produtos, indicando a liberação de calor.

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Reações exotérmicas são aquelas que liberam energia, geralmente sob a forma de calor, para o ambiente. Durante a reação, os produtos têm uma energia total menor do que os reagentes, o que resulta em uma liberação de energia. Um exemplo clássico de reação exotérmica é a combustão de combustíveis, como a queima do metano (CH₄) no ar. Essas reações são essenciais em processos como a produção de calor e energia elétrica.

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Gráfico: Diagrama onde a energia dos produtos é maior que a dos reagentes, indicando a absorção de calor (ΔH > 0).

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Em uma reação endotérmica, o sistema absorve calor do ambiente. Isso significa que os reagentes possuem menos energia do que os produtos, e a reação, portanto, "tira" calor do ambiente, resultando em uma diminuição da temperatura local. Um exemplo clássico de reação endotérmica é a fotossíntese, onde as plantas absorvem energia solar para converter dióxido de carbono e água em glicose.

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Entalpia é uma grandeza termodinâmica usada para medir a quantidade de energia interna de um sistema, levando em consideração a pressão e o volume. Durante uma reação química, a variação da entalpia (ΔH) indica se o processo libera ou absorve calor. Em reações exotérmicas, a entalpia diminui (ΔH < 0), enquanto em reações endotérmicas, ela aumenta (ΔH > 0).

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A Lei de Hess afirma que a variação total de entalpia de uma reação química é igual à soma das variações de entalpia das etapas intermediárias, independentemente do caminho seguido. Essa lei permite que calculemos a entalpia de reações complexas a partir de reações mais simples, facilitando a análise de processos químicos.

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Referências bibliográficas

Fundamentos de Termoquímica - USP

Introdução à Termoquímica - ChemLibreTexts

Reações Exotérmicas - Chemguide

Exotermia e Endotermia - Khan Academy

Reações Endotérmicas - Chemistry LibreTexts

Exemplos de Reações Endotérmicas - Khan Academy

Entalpia e Energia Térmica - USGS

Termodinâmica e Entalpia - Khan Academy

Lei de Hess - Chemistry LibreTexts

Lei de Hess e Exemplos - Khan Academy

Termoquímica no Cotidiano - Chemistry World

Exemplos de Termoquímica em Reações Cotidianas - Khan Academy

Termoquímica e Sustentabilidade - EIA

Sustentabilidade na Indústria Química - Green Chemistry

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Como a Termoquímica Está Presente no Nosso Dia a Dia?

A termoquímica está em muitos processos cotidianos, como o funcionamento de motores a combustão, no cozimento de alimentos, na indústria de energia e até mesmo na digestão. Por exemplo, o fogão a gás utiliza reações exotérmicas para liberar calor durante a queima de combustíveis. A compreensão das trocas térmicas nos permite otimizar esses processos e economizar energia.

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Termoquímica e Sustentabilidade: Usando Energia de Forma Consciente.

A termoquímica também tem um papel fundamental na sustentabilidade. Ao entender como a energia é liberada ou absorvida em processos químicos, podemos melhorar a eficiência energética em diversos setores, desde a produção de energia até a utilização de fontes renováveis, como biocombustíveis e células solares. A termoquímica ajuda a criar processos mais eficientes, reduzindo desperdícios e promovendo um uso mais consciente dos recursos naturais.