2A.2(b) Quais são funções de estado: (i) volume, (ii) calor, (iii) energia interna, (iv) massa específica?
Passo 1
O enunciado pergunta quais das grandezas abaixo são funções de estado em termodinâmica: (i) volume, (ii) calor, (iii) energia interna e (iv) massa específica. O conteúdo da matéria são propriedades termodinâmicas de sistema, distinguindo entre funções de estado (dependem apenas do estado) e variáveis de percurso (dependem do caminho).
Passo 2
Função de estado é uma grandeza cujo valor depende exclusivamente do estado termodinâmico do sistema, ou seja, das variáveis de estado (por exemplo, pressão, temperatura, volume, composição) e não do processo ou caminho percorrido para se atingir esse estado.
Passo 3
Analisando (i) e (ii):
- O volume
caracteriza a extensão do sistema em certo estado; seu valor só depende das variáveis de estado, logo é função de estado. - O calor
transfere-se conforme o caminho do processo (é energia em trânsito), e seu valor depende do percurso, não apenas dos estados inicial e final. Portanto, não é função de estado.
Passo 4
Analisando (iii) e (iv):
- A energia interna
é definida como a soma das energias microscópicas do sistema e satisfaz ; é exclusiva do estado, ou seja, função de estado. - A massa específica (densidade)
resulta de duas propriedades de estado e , portanto também depende apenas do estado e é função de estado.
Resposta
(i) Volume: função de estado.
(ii) Calor: não é função de estado.
(iii) Energia interna: função de estado.
(iv) Massa específica: função de estado.
(ii) Calor: não é função de estado.
(iii) Energia interna: função de estado.
(iv) Massa específica: função de estado.