2A.2(a) Quais são funções de estado: (i) pressão, (ii) temperatura, (iii) trabalho, (iv) entalpia?
Passo 1
O enunciado pergunta quais dentre as grandezas termodinâmicas pressão, temperatura, trabalho e entalpia são funções de estado. O conteúdo é termodinâmica básica: precisamos usar a definição de função de estado e verificar cada grandeza.
Passo 2
Função de estado é toda propriedade que depende apenas do estado inicial e final do sistema, independentemente do caminho seguido entre eles. Em contraste, quantidades de caminho (ou funções de caminho) variam conforme o processo específico.
Passo 3
Pressão e temperatura são variáveis de estado fundamentais: seus valores em um ponto do diagrama de estado não dependem de como o sistema chegou lá. Logo, tanto a pressão
quanto a temperatura
são funções de estado.
Passo 4
O trabalho,
, executado por ou sobre o sistema durante um processo, depende do percurso seguido (por exemplo, expansão reversível, irreversível, etc.). Não existe uma “função
” cujo valor dependa apenas dos estados inicial e final. Portanto, o trabalho não é função de estado, mas sim função de caminho.
Passo 5
A entalpia,
, é definida por
onde
(energia interna) e
são funções de estado. Como soma de funções de estado, a entalpia também é função de estado.
Resposta
(i) pressão: função de estado.
(ii) temperatura: função de estado.
(iii) trabalho: não é função de estado.
(iv) entalpia: função de estado.
(ii) temperatura: função de estado.
(iii) trabalho: não é função de estado.
(iv) entalpia: função de estado.