Aprendendo Físico-Química com auxílio de Phython

Já é bem conhecido o fato de que a disciplina de físico-química é complexa e muitas vezes considerada abstrata devido ao conteúdo abordado e conhecimento matemático necessário. Muitos problemas da disciplina envolvem o cálculo de derivadas, integrais, resolução de equações diferenciais ordinárias e ajuste de modelos matemáticos a dados experimentais. Todos estes procedimentos podem ser feitos com o auxílio de softwares disponíveis na internet. Por exemplo, regressões lineares podem ser feitas utilizando o Microsoft Excel ou o Libre Office Calc, normalmente as primeiras escolhas da maior parte dos alunos. No entanto, estes pacotes não são adequados para cálculos avançados e tem seu uso limitado na atividade profissional de químicos e engenheiros químicos. Por estes motivos, o curso de físico-química pode ser a porta de entrada para o uso de recursos computacionais necessários para resolução de problemas matemáticos avançados, tratamento e análise de dados.

Python é uma linguagem computacional simples, que contem uma série de bibliotecas disponíveis, como Numpy, SciPy, Matplolib, além de outras, que permitem realizar simulações, ajuste de modelos matemáticos, resolução de equações diferenciais ordinárias e construção de gráficos de forma simples. A linguagem é simples, bem documentada e uma boa porta de entrada para os interessados em programação. Além disso é uma ferramenta gratuita e que pode ser acessada inclusive a partir de serviços do Google.

O principal objetivo deste e-book é mostrar que é possível ensinar Físico-Química e apresentar aos estudantes a linguagem Python durante o curso. Adicionalmente, mostrar como a linguagem de programação escolhida é uma ferramenta útil, além de fácil, para resolver problemas da disciplina. Além disso, mostrar que é possível transformar o curso de Físico-Química em um curso interdisciplinar que incentive os estudantes a conectarem e aplicarem os conhecimentos adquirido nos cursos introdutórios de cálculo e computação com os problemas dos diversos campos da Físico-Química.

• Gás Ideal
• Gases Reais
• Primeira Lei da Termodinâmica
• Primeira Lei da Termodinâmica: Resolvendo problemas via integração numérica
• Primeira Lei da Termodinâmica: Resolvendo problemas via métodos iterativos
• Entropia
• Energia Livre
• Exemplo 1: Cálculo de G durante uma expansão
• Equilíbrio Químico em Misturas de Gases Ideais
• Leitura Complementar: Como resolver sistema de equações em python
• Equilíbrio de fases envolvendo substâncias puras.
• Equilíbrio Líquido-Vapor
• Equilíbrio de fases em misturas
• Gandezas parciais molares

Bibliografia

-Físico-Química, Atkins, Peter and de Paula, Júlio,2006, 8ª ed. Oxford University Press

-Físico-Química, Levine, Ira N, 2009, 6ª ed. McGraw-Hill

-Fundamentos de Físico-Química, Castellan, Gilbert, 2001, 1º ed. LTC editora

-Physical and Chemical Equilibrium for Chemical Engineers, Nevers, Noel de, 2012, 2ª ed Wiley

-Schaum’s Solved Problems Series - 2000 Solved Problems in Physical Chemistry,Metz, Clyde R., 1990, McGraw-Hill